第二章學生數學科學興趣培養2(3 / 3)

250×001=1125899906842624(毫米)

≈11258999(公裏),

大約是地球到月球的距離的30倍!

12.幾隻黑兔

小聰暑假期間到鄉下外祖母家住了一個星期,他跟著大舅的兒子牛牛上河邊釣魚,去村後逮鳥,可有意思呢!

有一天,牛牛拿著兩把鐮刀,帶小聰去河邊割草。牛牛告訴小聰,他家和小聰的二舅家都養了百十來隻兔子,原來是分開養的,因為現在農忙,便把兩群兔子放在一起飼養。一會兒,小哥兒倆便割了一大筐草。牛牛背著草,小聰拿著鐮刀,來到小聰的二舅家。

嗬,二舅家的後院成了養兔場,兔籠一個挨一個,籠裏養著白兔和黑兔。牛牛告訴小聰,他們兩家一共養了260隻兔子,大舅家的兔群裏有13%的黑兔,二舅家的兔群裏有125%的黑兔。這時,牛牛眼珠一轉,對小聰說:“你算算看,你大舅家和二舅家各養了多少隻黑兔?”

小聰說:“我是數學小組的組員,正想顯顯身手呢!”他跑進屋裏,拿起紙筆便寫:

260×13%=338,

260×125%=325。

咦,奇怪了!

“牛牛哥,怎麼算出來的黑兔數都是小數呀!”

“不會吧!黑兔數應該是整數。”

牛牛走過去一看小聰的算式,說:“唉,你把已知條件搞錯了。我是說,大舅家的兔群裏有13%的黑兔,二舅家的兔群裏有125%的黑兔,不是說260隻兔子的13%和125%。”

小聰撓撓頭,問:“牛牛哥,你家有多少隻兔子?”

牛牛笑著說:“這可是個關鍵數,我不能告訴你!你好好開動腦筋,一定能求出來的。”

小聰抓住關鍵,深入思考,終於算出了大舅家和二舅家的黑兔數。小哥兒倆到養兔場,一邊給兔子添草,一邊數數黑兔有幾隻,小聰還想驗證自己的計算結果呢!

小聰後來是這樣算的:

因為大舅的兔群裏有13%的黑兔,所以,100隻兔子裏,就有13隻黑兔;200隻兔子裏,就有26隻黑兔。因為活兔子的數目是整數,所以,大舅家的兔群裏隻能有100隻兔子或200隻兔子。這樣,二舅家的兔群裏就有160隻兔子或60隻兔子。

因為160×125%=20,

60×125%=75,

而活兔子數不可能是小數,所以,二舅家的兔群裏不可能有60隻兔子,隻能有160隻兔子。於是,大舅家的兔群裏有100隻兔子。

因此,大舅家有13隻黑兔,二舅家有20隻黑兔。

13.魔術數

1986年全國初中數學競賽題第一題第3小題提到魔術數,原題是:將自然數N接寫在每一個自然數的右麵,如果得到的新數都能被N整除,那麼N稱為魔術數,在小於130的自然數中,魔術數的個數是。

乍看起來,問題較棘手,但認真分析,並不難解決。

大家在理解魔術數定義時,就注意這幾個字:“接寫”、“每一個”(即任何一個),“都能”。

例如,把偶數2接寫在任何一個自然數右麵得到的新數都是偶數,都能被2整除,所以2是魔術數。

怎樣求魔術數呢?

設a為魔術數,把a接寫在任何一個自然數x的右麵得到的新數xa。

1若a為一位數,則xa=10x+a能被a整除,即對任何一個自然數x,10x都能被a整除,就是10應是a的倍數,則a隻能是1,2,5共3個。

2若a為二位數,則xa=100x+a能被a整除,100應是a的倍數,a隻能是10=110,20=210,25,50=510,共4個。

3若a為三位數,則xa=1000x+a能被a整除,1000應是a的倍數,a隻能是100=1102,125,200=2102,250=2510,500=5102,共5個。

同理,若a為四位數,a隻能是1000=1103,2000=2103,5000=5103,1250=12510,2500=25102。

一般地,當a為n位數(n≥3)時,魔術數可用以下形式表示:

110n-1,210n-1,510n-1,2510n-2

12510n-3。

這樣,我們便可以求出小於任何給定的自然數的魔術數及其個數。小於130的魔術數共9個:1,2,5,10,20,25,50,100,125,小於10的魔術數為3個,小於100的魔術數為7個,小於1000的魔術數為12個,小於10000的魔術數為17個……

我們觀察n位數的魔術數的個數:

當n=1時為3個;

當n=2時為4個;

當n=k(k≥3)時總是5個。

所以,n≥2時,n增加1,n位數的魔術數的個數就增加5個。或者說,n位數(n≥2)以內的魔術數的個數正好組成公差為5的等差數列:7,12,17,22,27,32,……。

14.最大的和最小的

(1)三個1,不另加任何數學運算符號,能寫成的最大的數是什麼?能寫成的最小的數是什麼?

(2)四個1,不另加任何數學運算符號,能寫成的最大的數和最小的數是什麼?

(3)三個2,不另加任何數學運算符號,能寫成的最大的數和最小的數是什麼?

(4)三個4,不另加任何數學運算符號,能寫成的最大的數和最小的數是什麼?

你在回答這些問題時會發現,它們都是需要仔細想一想才能正確回答的問題。

(1)很明顯,111是最大數的,111=1是最小數。

(2)如果你從(1)的經驗出發,以為1111是最大數,就錯了。這裏最大的數是1111。事實上,113=1331>1111,而1111比1111更要大得多。最小的數當然還是1111=1。

(3)不要以為222是最大數,相反,它卻是最小的數。這裏,最大的數是222=4194304。它比222或222都要大得多。

(4)你根據(3)可能以為444是最大的數,這又錯了。這裏的最大的數卻是。因為444=4256。顯然4256444(“”表示遠遠大於)。最小的數是444。

現在,你能不加任何運算符號,寫出三個3,三個5,三個6……的最大數和最小數了嗎?

15.回數猜想

一提到李白,人們都知道這是我國唐代的大詩人,如果把“李白”兩個字顛倒一下,變成“白李”,這也可以是一個人的名字,此人姓白名李。像這樣正著念、反著念都有意義的語言叫做回文,比如“狗咬狼”、“天和地”、“玲玲愛毛毛”,一般說來,回文是以字為單位的,也可以以詞為單位寫回文,回文與數學裏的對稱非常相似。

如果一個數,從左右兩個方向來讀都一樣,就叫它為回文數,比如101,32123,9999等都是回文數。

數學裏有個有名的“回數猜想”,至今沒有解決,取一個任意的十進製數,把它倒過來,並將這兩個數相加,然後把這個和數再倒過來,與原來的和數相加,重複這個過程直到獲得一個回文數為止。

例如68,隻要按上麵介紹的方法,三步就可以得回文數1111。

68+86154+451605+5061111

“回數猜想”是說:不論開始時采用什麼數,在經過有限步驟之後,一定可以得到一個回文數。

還沒有人能確定這個猜想是對的還是錯的,196這個三位數可能成為說明“回數猜想”不成立的反例,因為用電子計算機對這個數進行了幾十萬步計算,仍沒有獲得回文數,但是也沒有人能證明這個數永遠產生不了回文數。

數學家對同時是質數的回文數進行了研究,數學家相信回文質數有無窮多個,但是還沒有人能證明這種想法是對的。

數學家還猜想有無窮個回文質數時,比如30103和30203,它們的特點是,中間的數字是連續的,而其他數字都是相等的。除11外必須有奇數個數字,因為每個有偶數個數字的回文數,必然是11的倍數,所以它不是質數,比如125521是一個有6位數字的回文數,按著判斷能被11整除的方法:它的所有偶數位數字之和與所有奇數位數字之和的差是11的倍數,那麼這個數就能被11整除,125521的偶數位數字是1,5,2;而奇數位數字是2,5,1,它們和的差是

(1+5+2)-(2+5+1)=0,

是11的倍數,所以125521可以被11整除,且

125521÷11=11411。

因而125521不是質數。

在回文數中平方數是非常多的,比如,

121=112,

12321=1112,

1234321=11112,

…,

12345678987654321=1111111112,

你隨意找一些回文數,平方數所占的比例比較大。

立方數也有類似情況,比如,1331=113,1367631=1113

這麼有趣的回文數,至今還存在著許多不解之謎。