巴元
有一天,宁宁放学回家,她变得很反常。
进门后,她径直走进房间。她妈妈喊她出来吃芒果,她没有出来。爸爸妈妈很困惑:平时宁宁回到家,总是坐在电视机前看动画片。她今天为什么躲在房间里?
“和同学在一起很尴尬吗?”妈妈转向爸爸问道。
“我不这么认为。我进去问问。”爸爸信心满满地说。
爸爸敲了几下宁宁的门,转动门把手,问:“宁宁,你今天怎么了?为什么不出来吃芒果?”宁听到父亲的声音,叹了口气,说道:
“嗯,爸爸,我今天遇到了我的对手。老师留了一道数学题。我想了很久,就是做不到。”
爸爸把果盘放在宁宁的桌子上,然后说:“什么样的题目能打败宁宁?让爸爸看看,说不定爸爸能打败这个‘对手’。”
宁赶紧把作业本递给父亲,父亲看了看说:“我先给你讲个小故事吧。”
要打败对手,首先要“知己知彼”
韩信是刘邦手下的大将,为刘邦打败项羽,开创汉朝四百年基业立下了汗马功劳。相传韩信在一次战争中点兵时,不用一个一个数,就能准确知道士兵的人数,被士兵们认为是“妙计”。
韩信带领1500名士兵与楚国大将李丰交战。双方大战一场后,楚军撤退回营。
汉军也有伤亡,还没等细数,就听后方大军报告:“将军,楚军骑兵追来了。”韩信检查后发现敌军骑兵只有不到500骑,于是赶紧下令部队迎敌。
此时汉军大乱,副官点完兵回来说:“一共一千零三十五人。”韩信不放心,决定自己算。一连指挥三个兵,最后又两个;然后,他一连点了五个兵,最后又点了三个;之后他一连点了七个兵,最后还有两个。
韩信立即向所有士兵宣布,“副官失算了。我军1073人,敌人不到500人。我们有绝对的胜算,也一定能战胜敌人。”所有的士兵听了这话,士气大振,都奋勇迎敌。楚军互相打起来,跑了。
一个美妙的数字。
宁听了事情的经过,急忙问父亲:“爸爸,这个韩信将军怎么这么快就算出人数来了?”爸爸慢吞吞地说:“别急,答案稍后揭晓。现在,你能从韩信兵士的故事中找到什么数学知识吗?”
宁低下头,苦苦思索了一会儿,说:“假设现在有一个数,用3除以2,5除以3,7除以2。这个数字真的很奇妙。”
“这个奇妙的数字是什么?”爸爸问。
宁想了想,把题目写在笔记本上,然后和老师留的作业对比。惊讶道:
“原来这两个问题差不多。”“没错,韩信点兵的故事就反映了余数问题。”爸爸笑着对宁宁说。
“可是我该怎么办呢?”宁双手托着下巴,微皱的眉头仿佛满是问号。
“爸爸今天教你一招。”爸爸边说边把宁宁房间的小黑板拿来。
找到“幻数”,一次性搞定。
“首先,我们需要找出这个‘幻数’满足的条件。总的来说,我们知道这个数字需要满足三个条件。“爸爸在宁宁房间的小黑板上写了几行字:
首先,这个数除以3的余数是2。
第二,这个数除以5的余数是3。
第三,这个数除以7的余数是2。
“接下来,让我们列出所有符合上述三个条件的数字。”爸爸说。
被3除且余数为2的数是:2、5、8、11、14、17、20、23、26等。
除以5后余数为3的数字是:3、8、13、18、23、28等。
被7整除余数为2的数是:2、9、16、23、30、37等。
“这三条线里有23,所以23是满足条件的‘幻数’。如果继续罗列,还是能找到128、233、338,以此类推。”
宁恍然大悟地点点头说:“23加105可以得128,128加105可以得233。如果继续数,可以找到很多合格的数字。看来这个问题可以有很多答案。”
爸爸满意地点点头,然后说:“这是因为105是3、5、7的最小公倍数,所以几个105加23后,把得到的数分别除以3、5、7,余数还是2、3、2。这样我们就可以用23+105×n(n=0,1,2,3,4 …)来表示最终的结果。有了这个公式,是不是方便多了?”
宁灵机一动,高兴地对父亲说:“那我知道韩信是怎么得到这个结果的了。韩信的点兵体现了孙子定理。根据韩信副官报来的数字,选了1073,最接近1035的数字。”
爸爸对宁竖起大拇指说:“现在你知道怎么做老师布置的作业了吧?”
被3除且余数为2的数是:2、5、8、11、14、17、20、23、26等。
除以5后余数为3的数字是:3、8、13、18、23、28等。
被7整除余数为2的数是:2、9、16、23、30、37等。
滴答,几点了?
宁按照爸爸提供的思路,很快就把老师留的作业题算出来,高高兴兴地去电视机前看电视了。
正当宁宁高兴的时候,她爸爸走过来对她说:“宁宁,我要去修表店修我的破表。你想和我一起去吗?”
宁转过头说,“修手表?那我去看看。”说完,宁宁关了电视,和爸爸一起出发了。到了修表店后,宁宁发现店里的墙上挂满了大大小小的钟表,有椭圆形的,也有方形的。柜台里摆满了各种各样的手表。列宁趴在柜台上,仔细观察。
父亲把表拿到工作人员那里修理后,转身对趴在柜台上的宁宁说:“宁宁,假设现在是下午6点,表大概要2个小时才能修好。我问你,2小时后是几点?”
宁急忙直起腰,大声说:“这容易。现在是6点,2小时后是8点。”爸爸笑着说:“那我再问你一遍,28小时后是几点?”
宁宁没有马上回答,而是向店员借了纸笔,俯身在柜台上起身。过了一会儿,宁宁举起手中的纸,对父亲说:“我算出来了。下午6点是18点,所以18+(28-24)=22,所以28小时后就是22点,也就是晚上10点。”
爸爸点点头说:“那你能用我们今天讲的孙子定理解决问题吗?”宁挠了挠头,道:“孙子定理不是余数问题吗?怎么能用在这里?”
“对于数学定理,我们不能只知道它的表面意义,还要体现定理在我们生活中的应用。比如我们可以用孙子定理来解决这个时间点的问题。”爸爸边说边用笔给宁宁算。
“假设当前时间为A,B小时后的时间为C,那么根据时间的周期性和孙子定理,A、B、C有这样的关系:A+B=C(mod 24)。这个公式的含义是:A和B之和除以24就是余数C,余数C就是A经过B小时后的时间。现在是下午6点,也就是当A=18,B=28,A+B=18+28=46,46除以24的余数是22,那么下午6点就是28小时后的晚上10点。”
“孙子定理能这样应用在现实生活中,真是太神奇了。”宁惊呼道。
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