美國南北戰爭時北軍總司令、美國第18任總統格蘭特在路上相中了一匹馬。馬的主人是一位聰明的德國人,當得知格蘭特是美國總統後,以半價把馬賣給了他。
馬是淺色的,格蘭特很喜愛它,並給馬取名為「小屠夫」。幾年之後,華爾街出現動亂,格蘭特家族發生了嚴重的經濟問題,他萬不得已以493.68美元的價格把「小屠夫」和它的夥伴一起賣了。格蘭特對這個價格非常不滿意,朋友就勸慰他:「你在小屠夫身上賺了12%,在另外一匹馬上虧了10%,加起來你還是賺了2%。」格蘭特說:「也許是應該像你這樣計算。」不過從他深有含義的笑容可以看出,他不像是在開玩笑,這個答案顯然是經過深思熟慮的。
你看,如果格蘭特在一匹馬上虧了10%,在另一匹上賺了12%,加起來賺了2%。那麼每一匹馬的價格是多少?
25.金磚問題
這道趣題是講一個人在買金磚時很容易被騙。有些事情的實質和外表狀況有很大區別的。有次我們在旅館碰到了一個陌生人,他在賣一塊金磚,形狀和圖上的一樣。金磚的每條邊有24厘米,分成24個部分,假設中間有虛線相連,金磚就可以分成24×24=576個小方塊。現在我們就要買入這576小塊金磚。你注意中間A點到B點之間的斜線了嗎?我們沿斜線剪開,把右邊的部分向上推一格,再把A點凸出的小三角形減下來填補到B點上的缺口。看一看現在的小方塊數目是不是有變化?換句話說,現在的數目是否是23×25=575個了?
26.印度花
上圖是著名的印度花問題。僧人將種子擱在帽子裡,很快,帽子裡就長出了一朵美麗的花,然後,他會叫你用這七張紙片拼成一個十字架。
你知道它的拼法嗎?
27.烙餅問題
按圖上的直線把烙餅切六刀,最後可以得到多少塊?
28.日本水雷陣
上圖是日本軍隊在阿瑟港布下的水雷陣。一艘軍艦要從左面最下方到達左面最上方,並且只能轉彎一次。現在需要從底線開始畫一條直線,畫到中間某個地方停下,再從這個地方開始畫另一條直線,連接到圖的左上角。請問,怎樣才能通過地雷陣而又不碰到這28枚水雷呢?
29.疲憊的威利和蒂姆
威利和蒂姆分別居住在快樂鎮和幸福鎮,他們同時想換個環境。於是,兩人分別前往對方的鎮。
兩人很快在路上碰上了,碰面的地方距快樂鎮有10公里,他們相互招呼之後又各自上路了。但是他們發現,在這兩個鎮都很難重新就業,威利認為幸福鎮的人見錢眼開,蒂姆認為快樂鎮的人不好共處,在別人的提議下,兩人開始返回自己原來的住處。兩人即刻按原路返回,並又在路上碰上了,碰面的地方距幸福鎮有12公里。
如果兩人是同時出發,並且始終保持勻速,請問,快樂鎮和幸福鎮之間的距離是多少?
30.豬圈問題
經常有人問我是如何設計出那麼多智力趣題的,是靈光一現、計上心來還是長時間費盡腦汁的結果?我通常這樣回答:「和其他發明創造一樣,都是兩者共同作用的結果。」當然,題目的框架往往來自一個偶然的機會。我講—個故事來說明這一點。
一天,我騎車到郊外出遊,遇到了一位性情溫和的愛爾蘭人。他的蘋果園和清明的泉水,使得那小小的棚屋成了疲勞的自行車「朝聖者」的一個真正「麥加聖地」。主人獨具個性,說起俏皮話來舌頭不打卷,誰都要自歎不如,我們中間很少有人比他聰明。我對他道,我同他或許很有緣分,原因是大家都要依靠pen(英語雙關詞,表示筆和豬圈)來謀生。這時他非常嚴肅地問我:「你知道為什麼愛爾蘭人總愛在自己住房的窗下建豬圈?」在我列出了各種各樣的解釋之後,他神秘兮兮地向我低聲耳語(但是這種聲音在一二公里以外還能聽到)道:「造在那裡的目的是要把豬圈住唄!」他不許我把這個理由轉告其他人,以免被別人嘲笑。在回家途中,當大家想起愛爾蘭人的這個「機密」時,不止一人從自行車上笑翻在地。
所發生的這一切給了我靈感,設計出了下面的趣題,若是這位愛爾蘭人有21頭豬,他想把它們圈在一個矩形的豬圈中,並想在這豬圈內用籬笆隔成4個豬圈,使每個豬圈裡都有著偶數對豬再加上一頭豬。你知道這種豬圈應該如何建?
31.禿鷹灣打野鴨子趣題
禿鷹灣周圍的居民對這個題目很熟悉。打野鴨子是這裡人的主要活動之一。然而,獵人們在打野鴨子的過程中會遇上很多的難題,每個難題都需要認真思考,趣題愛好者們一定比我更熟知這些題目。這裡先提一道符合我風格的簡單題目。
題目是這樣的,能夠一槍打下多只野鴨子肯定是需要高超技藝的,要做到這一點就必須把幾隻野鴨子排在一條線上。我觀察,野鴨子常常成兩列飛行,每一列有一隻野鴨子負責,就像圖上畫的一樣,可以看出,有四隻野鴨子的線共有3條。現在,我瞄準射擊就可以一槍打下來。我可以很快打下一隻,或者兩隻也有可能。但是,我想要麼一下子打四隻,要麼一隻也不打,這讓我有了下面有趣的發現。隨著煙霧散去,我睜開眼睛,發現有四隻野鴨子的線有5條,而且只有極少的幾隻改變了位置。
上圖有十隻野鴨子,有四隻鴨子的線3條,這時,要改變幾隻野鴨子的位置,讓上圖有四隻野鴨子的線達到5條,那麼至少要改變幾隻野鴨的位置,要怎麼改呢?
32.織棉被問題
「好心人」組織的11位成員用織棉被表達他們的愛心。每位成員捐出一塊至少含有一個方塊的棉布片,每塊棉布片都是正方形。將這些棉布塊拼湊在一起,且盡量讓每塊都要被使用到,如果誰的棉布塊沒用到,那麼她就將退出組織,因此就需要仔細想想如何把所有大小不一的布塊拼湊起來組成一塊大棉被。這個組織的組成人數將最終取決於大棉布中的小正方形的數量。請問,怎樣將上圖中的棉被分成11塊正方形?要求每個小正方形至少含有一個格子。
33.賣蘋果的損失
這個問題也稱作「果園管理問題」,大約在半個世紀前的倫敦廣為流傳,甚至英國的一些數學家也解答不了。
「果園管理問題」是這樣的,兩名女子在市場上賣蘋果,其中一位叫史密斯的女士要馬上離開,於是,她請瓊斯女士幫她把蘋果賣掉。兩人的蘋果同樣多,但是瓊斯的蘋果個頭大一些,1分錢賣兩個,而史密斯的蘋果1分錢賣三個。接受了史密斯的委託後,瓊斯女士希望能更公平一些,於是她將兩人的蘋果合在了一起,2分錢賣五個。
過了一天,史密斯女士回來時,蘋果已經全部賣完了,但是,她們分錢的時候發現少了7分錢。正是這個蘋果問題讓數學家們迷惑了很長一段時間。
假如她們平均分配賣蘋果的收入,一人一半,那麼,瓊斯在這次不愉快的合作中損失了多少呢?
34.擺杯子遊戲
這道趣題供各位在茶餘飯後娛樂之用。
題目需要8個酒杯,其中4個是空杯子,4個裝了一些酒(如上圖),拿起相鄰的兩個杯子,拿四次,變換杯子的位置,最後令空杯子和有酒的杯子交替排列。表演者嫻熟的技術和敏捷的動作是這個遊戲的關鍵。必須迅速移動,一點也不能猶豫,不然觀眾一看就知道了。
35.猴子爬滑輪問題
這道力學題看起來很容易,但據稱連劉易斯·卡羅爾回答起來也很吃力。至於這道怪題是否由這位因《愛麗絲漫遊仙境》而聞名的牛津大學數學專家提出來的,就不甚清楚了。
他在最近的一篇文章中提出了下面這個問題:一個光滑的滑輪上有一根繩子,一端掛著一隻10磅重的砝碼,另一端吊著一隻猴子,猴子和砝碼正好讓滑輪保持平衡。如果猴子沿繩子向上爬時,砝碼會動嗎?會怎樣動呢?
卡羅爾在文章裡這樣寫道:「很奇怪,許多出色的數學家的答案都不相同,普賴斯認為砝碼將向上升,而且速度會越來越快。」
克利夫頓,還有哈考特認為:「砝碼和猴子會以相同的速度上升。」
而桑普森卻說:「砝碼將會下降!」
一位優秀的機械工程師的答案是:」猴子往繩子上爬和蒼蠅在繩子上爬的效果沒有任何區別。」
還有科學家認為砝碼的上升或下降將取決於猴子吃蘋果速度的倒數,而且還要從中求出猴子尾巴的平方根。
嚴格地說,這道題目非常有意思,值得仔細推敲。它很能說明數學趣題與力學問題之間的緊密關聯。讀者要知道,任何趣題研究都著眼於物理學原理或者哲學原理。
36.復活節十字架問題
怎樣剪裁上圖中的希臘十字架,才能使剪出來的三部分拼成一個長方形。要求長方形的長是寬的兩倍。
這道題和下面這道題恰巧相反:把長方形剪開,拼湊成一個希臘十字架。不過後者給出了拼接的角,比前者要容易一些。
37.十字圖
將十字圖剪裁成四個部分,然後拼成一個正方形。
38.牧場問題
荷蘭人漢斯遇見一個擠奶女工。漢斯帶著一隻羊和一隻鵝,擠奶女工看見漢斯朝她走來嚇得尖叫起來。
漢斯問:「你怕什麼?」
擠奶女工:「我怕你吻我。」
漢斯:「我身邊帶著羊,還有一紙鵝,怎麼吻你?」
擠奶女工:」那你為什麼不能丟下手杖,把羊拴在樹上,把鵝罩在我的桶下面呢?」
漢斯:「我擔心你的奶牛會攻擊我。」
擠奶女工:「我的笨奶牛不會攻擊任何人的,為什麼不將你的羊和鵝放在我的牧場上養著呢?」
好了,故事就講到此吧,到這兒問題就出來了。在接下來的對話裡,兩人發現,羊和鵝的食量和一頭奶牛的食量一樣。如果牧場可以養活一頭奶牛和一隻羊45天,養活一頭奶牛和一隻鵝60天,養活一隻羊和一隻鵝90天。請問,能養活一頭奶牛、一隻羊和一隻鵝多少天?
39.項鏈問題
一位女士買了圖中的12條鏈子,她想把它們串成一條100個環的項鏈。珠寶商說打開一個小環並接好需要15美分,打開一個大環並連接好需要20美分。那麼最少要花多少錢才能接好這條項鏈呢?
40.聰明的報童
一位女士在花店買了一束售價34美分的花。她有一張1美元、一張3美分和一張2美分的鈔票,而店主只有兩枚硬幣,不能找贖這位女士零錢。正不知如何是好,花店裡進來一個機靈的報童,他有兩張10美分,一張5美分,一張2美分和一張1美分的鈔票,小男孩用他的聰明才智解決了難題,最終,三人都拿著應得的錢。你想一想怎麼解決這個問題?
41.爬山問題
一位腳有殘疾的小商販說,他爬山的速度是1.5公里/小時,下山的速度是4.5公里/小時。他爬一座小山來回共用了6個小時。請問,你知道山腳離山頂距離是多少?
42.磚頭的重量問題
如圖所示,天平的兩端正好保持平衡,左邊是一塊磚頭,右邊是3/4塊磚頭和3/4公斤重的砝碼。想想,一塊磚頭的重量是多少?
43.賭馬問題
兩個小伙子帶著相同數額的錢,打算在賽馬中採用羅斯林勳爵賭博法,即把賭注押在最劣的馬身上,而且押下的賭金等於賭博公司開出的這匹馬對1美元的賠率。吉姆把賭注押在劣馬科希努爾身上,賭它能贏得第一,而傑克則認為它可得第二,於是他們根據不同的賠率押下了不同的賭注,儘管這兩筆賭注相加起來用去了他們所帶賭金之和的一半。結果,他們竟然都贏了。贏了錢後,吉姆身上的錢現在是傑克的兩倍了。如果必須是以整數美元作為投注,那麼他們各贏了多少錢?
44.拼正方形問題
有這樣一個經典趣題。一名在船上幹活的木匠需要補一個正方形的洞,他把一塊9×16的木板鋸成兩塊,拼成一個正方形。木匠的故事給了我創造趣題很大的啟發。我發現,任何長寬比例的長方形都可以通過以下程序拼湊出一個正方形來。從底部開始把矩形劃分成若干個方格,頂邊空出一格,這樣寬就比高長一些,沿粗線將兩塊板鋸開後,兩片木板恰好能夠拼接。解決木匠拼正方形問題時我們已知,必須將底邊分隔成小方格,長比高多一個方格,然後向上移動一個,就能夠再拼成一個完美的正方形。
如左下圖所示,我們將長方形的長和寬相加,得到的長度就是AB的長度,取中點C,以CB為半徑畫出半圓AB,ED的長度就是拼接後的正方形的邊長,因此,我們將長方形的寬分成5個小方格,在底邊留出一個空格,再順中間的粗線鋸開後,向上挪一格,就會得到正方形了。趣題愛好者們,運用此方法,你是不是可以將圖中的兩塊木板拼成兩個正方形木板呢?
45.救濟款問題