回到家中魯賓動手畫了一個平行四邊形和長方形,如圖中所顯示的那樣,用公式來表示兩者的面積關係就是:a×b=c×d。可魯賓還是不能理解。在一旁的姐姐將圖形分解成幾個部分,重新拼在一起,魯賓才明白其中的奧秘。那麼,你知道姐姐是怎麼做的嗎?
[解答89]
看看圖中兩個圖形的虛線部分的分割和重組,長方形和平行四邊形即是那樣轉換的,這時認識面積公式的突破口。
實際上,長方形和平行四邊形都是四個定點為ABCD的平行四邊形,只不過長方形的角是90度,但兩者面積卻是相等的。
因而只要把長方形分解成左上圖中的三個面積,我們就可以重新組合成一個平行四邊形。
其實還有其他的分解方式,大家可以動手做做看。
[問題90]切立方體
羅恩喜愛雕塑藝術。有一天,他在製作一塊石膏體的時候,切下了一塊立方體。如圖中所示,羅恩休息的時候,看到了這塊立方體。於是他想出了一個用這塊立方體消遣的遊戲:將這塊立方體再分解成更小的立方體。
如果依照羅恩的方式,從三個不同的方向將立方體的四個角切下來,原來的立方體會變成什麼形狀呢?
圖中分解立方體的方法,是僅從一個方向切下立方體的四角,如果照此切下去,羅恩能使立方體變成一個正方體麼?此外,請各位也動動腦筋,想像一下,從幾個不同的方向切立方體的情形。
[解答90]
和題目給出的圖例相同,如果從一個方向上將立方體的四個角切下來,的確可以形成羅恩想要的形狀。如果從三個不同的方向切下四角,一樣會形成有稜有角的立方體。
不過,從不同方向切下四角,會出現更為複雜的情形。從兩個不同的方向切下四個角,就會出現右圖的形狀,若從三個不同的方向切割的話, 如左圖中的立方體。更加複雜的情形,就是八個等邊三角形所圍繞的正八面體,如果很難想像的話,就動手揉個麵團切一切吧。
[問題91]折紙上的正八角形
辛普森想做一件裝飾品,需要在正方形的折紙上得到一個正八角形,如左圖所示,他在折紙上折出了許多條輔助線,如右圖虛線的部分所示,用來確定正八角形的形狀。
在一旁的貝拉覺得這個方法有些繁瑣,就動手教辛普森怎樣用簡便一些的方式做正八角形,而且還是充分利用折紙面積的正八角形,知道貝拉是怎麼做的嗎?有興趣的話,自己動手做做吧。
[解答91]
先按照正方形折紙的對角線折起來,如右圖所示,這時折紙就成了一個直角等腰三角形的形狀,如中圖所示;將直角頂點A沿著所對的邊折到底邊,這時,將A點所對的位置標記為A』點;然後打開折紙,恢復到原來的正方形,如此一來A』點就會出現在左圖的位置上。
用相同的方式,標記出其他的A』點,這樣,剪掉沿著相鄰的兩個A』點標記出來的虛線,我們就得到折紙上最大的正八角形了。
[問題92]奇特的電燈開關
電工溫德爾對電燈的開關很感興趣。他設計了一套開關,用四個開關來控制燈的明暗變化。當其中有兩個開關是開的、另外兩個是關閉的時候,燈才會亮起來。
這天,已經到了夜晚。屋子裡很黑,無法辨別開關上的標誌,如果要點亮屋子裡的燈,應該怎麼用開關呢?因為看不見,所以也無從知道按下的控件是開還是關。這可怎麼辦呢?
[解答92]
雖然溫德爾的做法有些讓人無法理解,不過這一控燈方式還是十分有趣的。
因為兩個開兩個關,燈才能亮,所以燈不亮的情況就有這四種:三個開關開著,一個關著;三個開關關著,一個開著;四個全部都開著;四個全部都關著。
在開始的時候,先按下兩個開關。如果四個開關起初都是相同的狀態,那麼只須按下一次開關,燈就會亮;如果不亮,說明有三個或者一個開關是關閉的。
此後,如果再按下一個開關而燈還不亮,就說明四個開關都是開的或者是關的,因而按下任意兩個開關,燈就會亮起來。
依照這個推斷步驟,不用知道開關的狀態,我們只要利用開關的個數就能使燈亮起來。這種方式你覺得如何呢?
[問題93]立方體的裝扮
維德和萊安是好朋友,他們準備佈置一場舞會,其中要用到一種類似骰子的立方體,在它的六個面塗上紅藍兩種顏色,使其呈現出不同的側面,作為舞會上特別的裝飾物。
如果你是維德,你知道這一立方體六個面上的顏色有幾種不同的組合方式嗎?當然了,六個面都是一種顏色的話,也不失為一種方式,但會顯得非常單調,因為在六面體轉動的時候,希望看到不同的顏色組合。現在,你動手做一做吧。
[解答93]
維德做出了自己的方案,請看下面的圖表,分析如下:第一種方式是將六個面都染上紅色。因為六面體放置地面時,和地面接觸的一面儘管是紅色,但是不知底細的人或許會猜它是藍色的;第二種方案是將其中一個面染成藍的,其他是紅的;第三種方案是將六面體的四個面染上紅色,兩個面染上藍色,藍色的兩個面可以是相鄰的,也可以是相對的兩個面,因而是兩種方式;第四種方案是將六面體的三個面染成紅色,三個面染成藍色,相鄰或者相對,都可以。按照以上的方案,將紅色和藍色對調過來,這樣同樣成立。因而總共加起來,一共是十種方案。
[問題94]菱形與三角形
三角形有許多特點。昆尼爾發現菱形和三角形之間有某種特殊的聯繫,比如,連接菱形中的任意三個頂點,它所構成的三角形,全部都是兩個等腰三角形。
昆尼爾在平面上點出了六個點,經過他細緻的分配之後,這六個點中的任意三個點所連接而成的三角形都是等腰三角形,昆尼為此很是得意。
看到昆尼爾自鳴得意的樣子,羅拉感到很不服氣。那麼你知道昆尼爾是怎樣分配這六個點的位置的嗎?
[解答94]
昆尼爾一直對三角形的組合方式很感興趣,這次他想出了絕妙的配置方法,用六個點來組合最多的等腰三角形。
其實這六個點的分佈方式很簡單,想想我們平時看到的正五角形,你會不會有所發現呢?沒錯,只要加上正五角形中心的那一個點,就是昆尼爾苦思冥想的結果了。直接將正五角形的五個頂點和中心點連起來,就得到五個等邊三角形,當然了,等邊三角形也是等腰三角形。六點中,任意三個點連在一起所組成的圖形都是等腰三角形。
看看下面的圖,會讓你恍然大悟。
[問題95]有趣的九宮格組合
數獨的玩法邏輯簡單,數字排列方式千變萬化。不少教育者認為數獨是鍛煉思維能力的好方法。你需要在沒有數字的空格內填上數字,保證每一行每一列中不出現重複的數字,並且在每一根粗線框出的3×3的區域內,出現1到9的數字。
[解答95]
某一個數字在某一行、某一列或者某一個九宮格的各宮格候選數中恰出現兩次時,我們就說在這一行、這一列或者這一個九宮格中有了一個關鍵數。由於使用本刪減法的時機是在數獨遊戲填空的中後期,所以擁有同一個關鍵數的行列或九宮格通常不止一處,而且環環相扣。一般從給出的數字較多的行列入手,採用數字排除法。
[問題96]靈活的數字組合
洛克喜歡玩一種填空遊戲,既益智又能夠培養自己對數學的興趣。如下圖所示,橫豎表格中的符號分別代表著不同的數字,我們要計算出來這些數字。這道題有著較為複雜的計算要求:既要使橫行的計算結果成立,也要保證縱行的計算結果成立。我們可以先計算橫向的數值,再計算縱向的。因為這些符號在橫縱變化中,代表著不同的數值。
洛克很快就計算出來了,那麼你呢?是否只用了很短的時間呢?
[解答96]
看到這樣的題目不要著急計算,那樣做往往會弄巧成拙。現在我們把每一個符號的位置看一下,很快看出最後一行的梅花和黑桃相加等於15,那麼很容易算出第一行的方塊等於7,因為方塊等於7,第二行的紅心等於4就很好計算了。這是橫向的計算。
縱向的計算從縱向第三行開始,因為縱向第一行的方塊和紅心相加等於25,所以計算出第三行的梅花等於15。依此類推就會得出所有符號的數值了。
[問題97]迷途歸蹤
貝蒂喜歡迷宮遊戲,她總能找到走出迷宮的道路,而且是在很短的時間內。現在這裡有她正在玩的一個迷宮遊戲,這個遊戲的難度不小,需要耐心和智慧。圖中所顯示的是一個迷你迷宮,裡面放置著許多的障礙物,各個形狀不同的障礙物都代表著一個數值,怎麼能使這些數值相加後等於40並且走出迷宮呢?
圖中央的小盒子裡面有這個障礙物代表的數值。但這次貝蒂想了很久,最終沒有走出這個迷宮,你能幫助她走出迷宮嗎?
[解答97]
這是一個經典的謎題,數字迷宮的問題經常會遇到,所以我們的思路也容易被局限在走過的迷宮路線中。
我們先看迷宮的起點和終點的數字,然後聯想1、2、3和40之間的關係。顯而易見,1+2+3=6,6×6=36,再加上終點處的3和1正好得出40。雖然得出結果並不複雜,但如果真正身陷迷宮的話,相信沒有多少人能夠立即冷靜下來思考。
[問題98]五星上的數字
如圖所示,在一個五角星上有1∼10共10個數字,每個字母代表一個數字,它們分別出現在五角星的五個角和交叉點上。這些數字中,2、3、5、10出現在一條直線上。數字1處於一個交叉點上,9是處於五角星的一個角上,數字8和6分別處於一條直線的兩端,數字7和4是呈順時針排列,在A點B點上的數字相加等於10,同理,G點和K點上的數字相加也等於10。數字10位於數字1的上方,但是在數字8的下方,這些數字是如何排列的呢?
[解答98]
這樣問題只要細心嘗試幾次,就能夠找到解決問題的辦法。
我們可以從幾個明確的數字位置下手,把角上的數字和交叉點上的數字分開,數字7和4是呈順時針排列,2、3、5、10出現在一條直線上。這些位置明確之後,問題就迎刃而解了。
[問題99]邏輯問題
昆特總是喜歡思考一些邏輯問題,並且從中得到很多樂趣和啟發。一天,他看到了這樣的一幅圖,思考了許久,終於發現了其中的奧秘,選出了正確的答案。他認為這樣的題能鍛煉思維和反應速度,如果你能在很短的時間內選出正確答案的話,那麼你必定才智過人。
[解答99]
剛看到這幅圖的時候,你可能毫無頭緒,但是經過反覆琢磨,你可以看出其中的規律。
第一列的矩形按照順時針的方向移動,而圓圈是按照逆時針的方向移動。
第二列的矩形還是按照順時針的方向移動,圓圈也是按照逆時針的方向移動。
依此類推,第三列的矩形是按照順時針的方向移動,但是圓圈是按照逆時針的方向移動的。第4個選項符合規律。
[問題100]數獨遊戲
雷哲喜歡在閒暇時間玩數獨遊戲,數獨遊戲的規則十分簡單,但是解題的過程卻是相當複雜的,下面的數獨遊戲確實讓雷哲頭痛了。
在每一小組九宮格中,用1到9的阿拉伯數字填在九個方格中,在大的九宮格中,使之每一行都出現1,2,3,4,5,6,7,8,9;每一列也都有1,2,3,4,5,6,7,8,9,位置不限,無論行還是列,不能有重複的數字出現。
究竟應該如何如何排列呢?
[解答100]
接受了1到9的數字在每一行、每一列、每一個九宮格都只能出現一次的規則之後,對剛剛接觸數獨遊戲的玩家來說,基礎摒除法絕對是第一個想到並且使用的方法,這個方法十分自然也十分的簡易。
因為同一行不能有兩個相同的數字,所以當某個數字已在某行中出現時,該行再填入這個數字的可能性就應該被摒除掉。這是一個常用的方法,所以希望讀者熟練運用。