春分艷陽暖,園中植樹忙;
每行植三株,九株栽十行;
種法有多樣,請(qǐng)你試試看。
這是一位英國(guó)數(shù)學(xué)家在1821年出的一道智趣題,也是初二(1)班“數(shù)學(xué)興趣小組”研究的課題。
小麗心直口快,搶先發(fā)表意見:“每行植三株,九株栽十行似乎有問題,我看需要三十株樹才行!”
小麗話音剛落,小琳馬上發(fā)表不同意見:“你講得不對(duì)!成語‘縱橫交錯(cuò)’啟示我們,行可以有橫行、縱行以及交叉的行,大家還是往這方面動(dòng)動(dòng)腦筋吧!”
小順是個(gè)慢性子,說話慢條斯理:“數(shù)學(xué)家華羅庚先生十分贊賞‘退’中求進(jìn)的解題策略,我們不妨把問題‘退’到較為簡(jiǎn)單的情況:九株栽八行,每行三株,怎樣栽?”
性急的小春突然搶著說:“這個(gè)問題不難!我們可以把九株樹栽在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)、四邊中點(diǎn)及中心九個(gè)位置,恰好成八行,且每行三株?!?/p>
聽了小春這番話,大家畫出“九株栽八行”的圖形如圖1所示。
看到“九株栽八行”問題的順利解決,心直口快的小麗又搶著說:“我們可以把問題的難度加大:九株栽九行,每行三株,怎樣栽?”
“九株栽八行”問題的迅速解決,鼓舞了“數(shù)學(xué)興趣小組”的成員,他們?cè)诩埳袭媮懋嬋?,總想利用圖1作些調(diào)整,即移動(dòng)一株或幾株樹的位置后,增加一行。可移來移去,總不成功。此時(shí),組長(zhǎng)小發(fā)靈機(jī)一動(dòng):“我們換個(gè)角度思考,放棄正方形,考慮另一個(gè)特殊圖形——等邊三角形吧!”
小琳回頭表示贊同:“哦,這個(gè)思路不錯(cuò)!我們可以在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)A、B、C,三邊中點(diǎn)D、E、F及中心O栽下七株樹,已成六行,剩下的兩株樹栽在哪里,才能再增加三行呢?”
小富是本班的“數(shù)學(xué)通”,他胸有成竹地說道:“栽兩株增三行的方法不止一種,可能有的同學(xué)想延長(zhǎng)BF、CD交過點(diǎn)A的一條直線,但這樣不行,因?yàn)椴荒芤恍兴闹?。而延長(zhǎng)ED、EF交過點(diǎn)A的一條直線于G、H,在G、H兩點(diǎn)處栽兩株樹,恰好增加三行,共九行,且每行三株?!苯又诤诎迳袭嬃巳鐖D2所示的“九株栽九行”的示意圖。
此時(shí),小麗興奮地說:“現(xiàn)在離光輝的頂點(diǎn)只差一行,該調(diào)整哪株樹的位置,才能增加一行呢?”
未等小麗說完,小春便迫不及待地說:“圖2中D、O、F三點(diǎn)不共線,若這三點(diǎn)共線,不就增加一行了嗎?!我們不妨將點(diǎn)O上移到AE的中點(diǎn),就成功了!”接著她在黑板上畫了如圖3所示的“九株栽十行”的示意圖。
最后,組長(zhǎng)小發(fā)作了小結(jié),他說:“今天,大家的收獲很大,我們不僅解決了‘植樹’問題,更重要的是嘗到了‘退中求進(jìn)’這種解題策略的甜頭,學(xué)會(huì)了把復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單問題。英國(guó)數(shù)學(xué)家道奇生在《艾麗絲漫游仙境》一書中也提出了一個(gè)‘栽樹’問題:10棵樹栽成5行,怎樣栽可使每行有4棵樹?據(jù)說此題答案有300多種,你能給出幾種答案呢?”
同學(xué)們,現(xiàn)在該是你動(dòng)腦動(dòng)手,施展才華的時(shí)候了!