捌元
有一天,寧寧放學(xué)回到家之后,變得特別反常。
她進(jìn)門之后徑直躲進(jìn)了房間里,媽媽喊她出來吃杧果,她也沒有出來。爸爸媽媽很疑惑:平常寧寧一回到家都是直接坐在電視機(jī)前看動畫片,今天怎么一反常態(tài)躲進(jìn)房間里了?
“難道是和同學(xué)鬧別扭了?”媽媽轉(zhuǎn)頭對爸爸問道。
“應(yīng)該不會,我進(jìn)去問問?!卑职中赜谐芍竦卣f道。
爸爸輕輕敲了幾下寧寧的房門,一邊轉(zhuǎn)動門把手,一邊問道:“寧寧,你今天怎么了?怎么不出來吃杧果呢?”寧寧聽見爸爸的聲音后,嘆了一口氣,說道:
“唉,爸爸,我今天遇到‘對手了。老師留了一道數(shù)學(xué)題。我想了好久,都沒做出來。”
爸爸將果盤放在寧寧的書桌上,接著說:“是什么樣的題目,居然能難倒我們寧寧?讓爸爸看看,說不定爸爸能打敗這個‘對手呢?!?/p>
寧寧連忙將習(xí)題本遞給爸爸,爸爸接過一看,說:“我先給你講個小故事吧?!?/p>
打敗對手,先要“知己知彼”
韓信是劉邦麾下的一位將軍,他為劉邦打敗項羽,開創(chuàng)漢朝四百年基業(yè)立下了汗馬功勞。相傳,韓信在一次交戰(zhàn)點(diǎn)兵時,沒有一個個清點(diǎn)卻能精確知曉士兵的人數(shù),被士兵們認(rèn)為是“神機(jī)妙算”。
韓信帶領(lǐng)1500名將士與楚國大將李鋒交戰(zhàn)。雙方大戰(zhàn)一場后,楚軍敗退回營。
漢軍也有傷亡,但還未來得及清點(diǎn),便聽到后軍來報:“將軍,后方有楚軍騎兵追來?!表n信察看后,發(fā)現(xiàn)敵軍騎兵不足五百騎,便急速點(diǎn)兵應(yīng)敵。
此時漢軍軍心大亂,副官點(diǎn)完兵回來說:“共有1035人?!表n信不放心,決定親自點(diǎn)算。命令士兵3人一列,最后多出2人;接著,他又命令士兵5人一列,最后多出3人;之后,他再命令士兵7人一列,最后也多出2人。
韓信馬上向眾將士宣布:“副官算錯了,我軍共有1073名士兵,敵人不足五百,我們有絕對的勝算,一定可以打敗敵人?!北妼⑹柯牶?,頓時士氣大振,個個奮勇向前迎敵,楚軍交戰(zhàn)不利,大敗而逃。
一個奇妙的數(shù)
寧寧聽完故事后,急忙問爸爸:“爸爸,這位韓信大將軍怎么這么快就把人數(shù)算出來了?”爸爸慢吞吞地說:“別急啊,謎底等下自會揭曉。你現(xiàn)在能從韓信點(diǎn)兵這個故事中發(fā)現(xiàn)什么數(shù)學(xué)知識嗎?”
寧寧低下頭,苦思冥想了一會兒,說:“假設(shè)現(xiàn)在有一個數(shù),它除以3余2,除以5余3,除以7余2。這個數(shù)可真奇妙?!?/p>
“這個奇妙的數(shù)是多少呢?”爸爸問道。
寧寧想了想,將題目寫在本子上,然后與老師留的作業(yè)題進(jìn)行了對比,驚訝道:
“原來這兩道題都是差不多的。”“沒錯,韓信點(diǎn)兵這個故事中,體現(xiàn)的就是余數(shù)問題?!卑职中χ鴮帉幷f。
“可是該怎么做呢?”寧寧雙手托著下巴,微皺的眉頭之間仿佛充滿了問號。
“爸爸今天就來教你一招?!卑职忠贿叞褜帉幏块g里的小黑板拿過來,一邊說。
找出“奇妙數(shù)”,一次搞定
“首先我們需要找出這個‘奇妙數(shù)滿足的條件。綜合來看,我們了解到這個數(shù)需滿足三個條件?!卑职衷趯帉幏块g里的小黑板上,寫下了幾行字:
第一,這個數(shù)除以3的余數(shù)是2。
第二,這個數(shù)除以5的余數(shù)是3。
第三,這個數(shù)除以7的余數(shù)是2。
“接下來,我們把滿足上述三個條件的數(shù)都列出來。”爸爸說道。
除以3余數(shù)是2的數(shù)有:2、5、8、11、14、17、20、23、26等。
除以5余數(shù)是3的數(shù)有:3、8、13、18、23、28等。
除以7余數(shù)是2的數(shù)有:2、9、16、23、30、37等。
“這三行數(shù)中都有23,因此23就是滿足條件的‘奇妙數(shù)。如果繼續(xù)列舉下去,我們還能找到128、233、338,等等?!?/p>
寧寧恍然大悟地點(diǎn)點(diǎn)頭,并說:“用23加上105得到128,用128加上105可以得到233,繼續(xù)算下去就能找到很多符合條件的數(shù)。這樣看來這道題目可以有很多個答案?!?/p>
爸爸滿意地點(diǎn)了點(diǎn)頭,并接著說:“這是因為105是3、5、7的最小公倍數(shù),所以用23加上若干個105之后,用得到的數(shù)分別除以3、5、7,余數(shù)仍是2、3、2。這樣的話,我們就可以用23+105×n(n=0、1、2、3、4……)表示最后的結(jié)果。有了這個公式,是不是就方便許多了?”
寧寧靈機(jī)一動,高興地對爸爸說:“那我知道韓信是怎么得出結(jié)果的了。韓信點(diǎn)兵體現(xiàn)的就是孫子定理。韓信根據(jù)副官所報的數(shù),選擇了和1035最接近的數(shù)1073?!?/p>
爸爸對寧寧豎起了大拇指,并說:“現(xiàn)在你知道該怎么做老師留的作業(yè)題了吧?”
除以3余數(shù)是2的數(shù)有:2、5、8、11、14、17、20、23、26等。
除以5余數(shù)是3的數(shù)有:3、8、13、18、23、28等。
除以7余數(shù)是2的數(shù)有:2、9、16、23、30、37等。
嘀嗒嘀嗒,幾點(diǎn)了?
寧寧根據(jù)爸爸提供的思路,很快就將老師留下的作業(yè)題做出來了,并去電視機(jī)前喜滋滋地看起了電視。
正當(dāng)寧寧看得高興時,爸爸走過來對她說:“寧寧,我準(zhǔn)備去修表店修理壞掉的手表,你要不要陪我一起去?”
寧寧轉(zhuǎn)過頭說:“修表?那我也去看看。”說完,寧寧便關(guān)掉電視,和爸爸一起出發(fā)。到了修表店后,寧寧發(fā)現(xiàn)店里的墻上掛滿了大大小小的鐘,有橢圓形的,也有正方形的。柜臺里擺滿了各式各樣的手表。寧寧趴在柜臺上仔細(xì)觀察著。
爸爸將手表拿給工作人員修理后,便轉(zhuǎn)身對趴在柜臺上的寧寧說:“寧寧,假設(shè)現(xiàn)在是下午6點(diǎn),手表大概要2小時后才能修好。那我問你,2小時后是幾點(diǎn)呢?”
寧寧連忙直起身子,大聲說道:“這個容易,現(xiàn)在是6點(diǎn),2小時后是8點(diǎn)。”爸爸笑了笑,說:“那我再問你,28小時后又是幾點(diǎn)?”
這下寧寧沒有立刻答上來,而是找店員借了紙和筆,趴在柜臺上算了起來。不一會兒,寧寧舉著手中的紙對爸爸說:“我算出來了,下午6點(diǎn)是18點(diǎn),那么18+(28-24)=22,所以28小時后是22點(diǎn),即晚上10點(diǎn)?!?/p>
爸爸點(diǎn)了點(diǎn)頭,又說:“那你可以用我們今天講過的孫子定理來解決問題嗎?”寧寧撓了撓頭,說道:“孫子定理不是余數(shù)問題嗎,怎么能用在這里呢?”
“對于數(shù)學(xué)定理,我們不能只知道它的表面意思,還要在生活中將定理的應(yīng)用體現(xiàn)出來。比如我們可以利用孫子定理求這個時間點(diǎn)的問題。”爸爸邊說邊用筆給寧寧演算起來。
“假設(shè)現(xiàn)在的時間是A,經(jīng)過B小時之后的時間是C。那么根據(jù)時間的周期性和孫子定理,A、B、C具有這樣的關(guān)系:A+B=C(mod 24)。這個式子的意思是:A加B的和除以24的余數(shù)為C,余數(shù)C為A經(jīng)過B小時之后的時間?,F(xiàn)在是下午6點(diǎn),即A=18時,B=28時,A+B=18+28=46,而46除以24的余數(shù)為22,故下午6點(diǎn)經(jīng)過28小時后是晚上10點(diǎn)。”
“好神奇,孫子定理居然能這樣應(yīng)用在實際生活中。”寧寧驚嘆道。