華興恒
小說是大家比較喜歡的文學作品類型,其跌宕起伏、引人人勝的故事情節(jié),常常讓人陶醉其中,甚至廢寢忘食,大多數(shù)人會認為數(shù)學和小說之間沒有太多的聯(lián)系,的確,研究數(shù)學與寫小說需要不同的技巧,但有些小說作品中引入了有趣的數(shù)學問題,如果大家能夠深入探究,則會覺得更加趣味無窮。
一、《奇婚記》中的“郵車相遇問題”
《奇婚記》是匈牙利著名作家卡·米克沙特的作品,書中記述了這樣一道有趣的數(shù)學問題:在甲城與乙城之間有一條公路,每天從兩座城市各開出兩輛郵車,有一個人要從甲城到乙城去,便搭乘其中一輛郵車,這輛郵車走了整整10天才到達目的地,假定在這天公路上行駛的所有郵車的速度都是一樣的,那么從這個人坐在郵車上由甲城出發(fā)時算起,到抵達乙城,一路上會遇到多少輛迎面開來的郵車?
這就是著名的“郵車問題”,在解答這個問題之前,我們必須弄清楚這樣一個基本事實:在這個人出發(fā)之前,乙城已經(jīng)開出了多少輛郵車?也就是說,這個人第一天遇到的第一輛郵車應(yīng)該是10天前從乙城開出的;在行駛的10天內(nèi),又有許多輛郵車陸續(xù)從乙城出發(fā),因此這個人在從甲城向乙城行進的過程中,會迎面遇到這兩類郵車。
為了簡化解題過程,降低探究難度,我們可以這樣思考:從這個人所搭乘的郵車由甲城出發(fā)的那天起,之前的10天內(nèi),已有2×10(輛)郵車先后從乙城開出,正行駛在路上,這個人乘郵車在路上行駛的10天中,又有20輛郵車先后從乙城開出,當這輛郵車到達乙城時,還將遇到2輛剛從乙城出發(fā)開往甲城的郵車,因此這個人一路上所遇到的郵車總數(shù)應(yīng)是20+20+2=42(輛)。
二、《一個人需要很多土地嗎?》中的“面積最大問題”
俄國著名作家列夫·托爾斯泰的一篇小說《一個人需要很多土地嗎?》中,描述了這樣一個悲劇故事:
故事中的主人公巴赫姆到草原上去買地,賣主開的地價是“每天1000盧布”,賣主有這樣的規(guī)定:不論誰來買地,只要他交1000盧布,就讓他從一點出發(fā),在一天之內(nèi),沿任何路線從日出走到日落,如果他回到了出發(fā)點,那么他所走的路線圍成的土地就都歸他所有;如果沒有回到出發(fā)點,那他就等于白付了1000盧布,一寸土地也不會得到。
巴赫姆以為自己身強力壯,覺得這個辦法對他十分有利,于是他交了1000盧布,第二天一大早,當太陽剛剛從地平線升起時,巴赫姆便迅速前進,在草原上朝某一方向走了10公里,才向左轉(zhuǎn)彎,他又走了很長一段路程,然后再次向左轉(zhuǎn)彎走了2公里,這時他發(fā)現(xiàn)太陽快要落山了,于是他馬上改變前進方向,直向出發(fā)點快速奔去,終于趕在日落之前跑了15公里,回到了出發(fā)點,可是,當他回到出發(fā)點時,悲劇發(fā)生了,因為他勞累過度,待到出發(fā)地點,還未站穩(wěn),就口吐鮮血死了。