陳 云
這是印度的一個(gè)古老傳說(shuō)。舍罕王打算重賞象棋發(fā)明人——宰相西薩·班·達(dá)依爾。這位聰明的大臣的胃口看來(lái)并不大,他跪在國(guó)王面前說(shuō):“陛下,請(qǐng)您在這張棋盤(pán)的第一個(gè)小格內(nèi),賞給我一粒麥子,在第二個(gè)小格內(nèi)給兩粒,第三格內(nèi)給四粒,就這樣下去,每一小格內(nèi)都比前一小格加一倍。陛下,把這樣擺滿棋盤(pán)64格的麥粒,都賞給您的仆人吧!”
“愛(ài)卿,你所求的并不多啊。”國(guó)王說(shuō)道,心里為自己不致破費(fèi)太多而暗喜?!澳惝?dāng)然會(huì)如愿以?xún)數(shù)?。”?guó)王命令如數(shù)付給達(dá)依爾。
計(jì)數(shù)麥粒的工作開(kāi)始了,第一格內(nèi)放1粒,第二格內(nèi)放2粒,第三格內(nèi)放4粒……還沒(méi)有到第二十格,一袋麥子已經(jīng)空了。一袋又一袋的麥子被扛到國(guó)王面前來(lái)。但是,麥粒數(shù)一格接一格飛快增長(zhǎng)著,國(guó)王很快就看出,即便拿全印度的糧食,也兌現(xiàn)不了他對(duì)達(dá)依爾的諾言。
原來(lái),把64格里的麥粒數(shù)依次記下來(lái),就是:1,2,2×2,2×2×2,2×2×2×2……一直到把2乘上63次。用數(shù)學(xué)方法求得它的和是多少呢?是18446744073709551615。這些麥子究竟有多少?打個(gè)比方,如果造一個(gè)倉(cāng)庫(kù)來(lái)放這些麥子,倉(cāng)庫(kù)高4米,寬10米,那么倉(cāng)庫(kù)的長(zhǎng)度就等于地球到太陽(yáng)的距離的兩倍。而要生產(chǎn)這么多的麥子,全世界要兩千年。盡管印度舍罕王非常富有,但要這樣多的麥子他是怎么也拿不出來(lái)的。這么一來(lái),舍罕王就欠了宰相好大一筆債。
正當(dāng)國(guó)王一籌莫展之際,王太子的數(shù)學(xué)教師知道了這件事,他笑著對(duì)國(guó)王說(shuō):“陛下,這個(gè)問(wèn)題很簡(jiǎn)單啊,就像1+1=2一樣容易,您怎么會(huì)被它難倒?”國(guó)王大怒:“難道你要我把全世界兩千年產(chǎn)的小麥都給他?”年輕的教師說(shuō):“沒(méi)有必要啊,陛下。其實(shí),您只要讓宰相大人到糧倉(cāng)去,自己數(shù)出那些麥子就可以了。假如宰相大人一秒鐘數(shù)一粒,數(shù)完這些麥子所需要的時(shí)間,大約是5800億年(大家可以自己用計(jì)算器算一下!)。就算宰相大人日夜不停地?cái)?shù),數(shù)到他自己魂歸極樂(lè),也只是數(shù)出了那些麥粒中極小的一部分。這樣的話,就不是陛下無(wú)法支付賞賜,而是宰相大人自己沒(méi)有能力取走賞賜。”國(guó)王恍然大悟,當(dāng)下就召來(lái)宰相,將教師的方法告訴了他。
西薩·班·達(dá)依爾沉思片刻后笑道:“陛下啊,您的智慧超過(guò)了我,那些賞賜……我也只好不要了!”當(dāng)然,最后宰相還是獲得了很多賞賜。
大知識(shí)
達(dá)依爾索要的谷子數(shù)量的計(jì)算方法構(gòu)成了一個(gè)等比數(shù)列。如果一個(gè)數(shù)列從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的比等于同一個(gè)常數(shù),這個(gè)數(shù)列就叫做等比數(shù)列,而這個(gè)常數(shù)叫做等比數(shù)列的公比。
思維鏈接
達(dá)依爾索要的谷子數(shù)量的計(jì)算可以使用等比數(shù)列求和公式,但需要套用公式進(jìn)行大量的計(jì)算。我們?nèi)绻粢獾竭@道題中間的公比是2的話,就有一個(gè)公式可以用:1+2+22+…+2n=2n+1-1。所以他索要的谷子數(shù)就是264-1,這是一個(gè)相當(dāng)大的數(shù)哦。
(責(zé)任編輯:周巧娟)