有趣的小学一年级奥数故事[3]
蒂希
蜂巢猜想加拿大科学记者德夫林在《环球邮报》上撰文称,经过1600年的努力,数学家们终于证明了蜜蜂是世界上工作效率的建设者。
4世纪古希腊数学家佩波斯(Pepos)指出,蜂巢的美丽形状是自然界最有效率劳动的代表。他猜测人们看到的横截面为六边形的蜂巢是蜜蜂用最少的蜂蜡建造的。他的猜想被称为“蜂巢猜想”,但没有人能够证明它。
密歇根大学的数学家黑尔宣布他已经破解了这个猜想。蜂巢是一个非常精密的建设项目。蜜蜂筑巢时,青壮年工蜂负责分泌片状的新鲜蜂蜡,每片只有一根针,其他工蜂负责将这些蜂蜡小心翼翼地摆放在一定的位置,形成垂直的六角柱。每块蜜蜡隔墙的厚度和误差都很小。六面隔墙的宽度完全相同,墙与墙之间的夹角正好是120度,形成了一个完美的几何图形。人们一直很好奇,为什么蜜蜂不把巢做成三角形、正方形或其他形状?为什么隔墙是平的,而不是弧形的?虽然蜂巢是一个立体建筑,但是每个蜂巢都是一个六边形的圆柱体,蜂蜡墙的总面积只与蜂巢的横截面有关。这就引出了一个数学问题,就是求面积和周长最小的平面图形。
1943年,匈牙利数学家陶斯巧妙地证明了正多边形的周长是所有首尾相连的正多边形中最小的。但是如果多边形的边是曲线会怎么样呢?陶斯认为正六边形与其他图形相比周长最小,但他无法证明。但当黑尔认为外围是曲线时,无论曲线是向外凸出还是向内凹陷,都证明了由许多正六边形组成的图形的周长是最小的。他已经把19页的证明过程放到网上了。很多专家看到了这个证明,认为黑尔的证明是正确的。
偏激
母鸡、三角形和坏狐狸孵出了四只小鸡。她又高兴又担心。开心的是,四只小鸡宝宝都在蹦蹦跳跳,真的很讨喜;担心的是坏狐狸会来偷小鸡。
为了防止坏狐狸偷鸡,母鸡找来许多木板和木棍,搭了一个平顶的小木屋。母鸡妈妈想,有了房子就不怕坏狐狸了。
深夜,田野静悄悄的。月光下,一个黑影飞快地跑到小木屋附近。
“砰,砰!”敲门声把母鸡吵醒了。“谁?”母鸡问。
“是我,是我老公的鸡。快开门。”一个非常难听的声音在回答。
母鸡想:不!老公鸡在外地,要很多天才能回来。况且这难听的声音根本就不是老公鸡的声音。母鸡大声说:“你不是老公鸡,你是坏狐狸,快走开!”"
坏狐狸一骗不了,就露出狰狞面目。他厉声说道,“把小鸡给我!不然我拆了你们的房子,把你们都吃了!”
虽然母鸡很害怕,但他说:“不,不,不!我的小鸡崽不能给你吃。”
坏狐狸大怒,使劲摇晃着平顶木屋,四只小鸡吓得躲到母鸡的翅膀底下。摇晃了一会儿后,房屋框架倾斜了。屋顶和墙壁之间有一个大裂缝,一只大狐狸的爪子伸进来,抓了一只小鸡崽跑掉了。
黎明时,鸟儿飞来飞去寻找食物。一阵哭声惊动了他们。
小黄雀问:“母鸡,你为什么哭?”
母鸡哭着说:“我建了一个平顶木屋,是为了防止坏狐狸偷鸡。谁知平顶木屋不结实,坏狐狸推了三下两下。坏狐狸抓了一只小鸡崽,呜呜……”
啄木鸟说:“小喜鹊会盖房子,请他帮你盖一座结实的房子吧!”"
过了一会儿,啄木鸟邀请了喜鹊。喜鹊说:“我只会筑巢,哪里能盖房子?”
“我们该怎么办?”大家都很担心。
喜鹊说:“有一次我在一棵大树上,听树下几个建筑工人说,三角形的屋顶最结实。”
啄木鸟焦急地说:“谁见过三角形是什么样子的?”
喜鹊拿三根树枝做了一个三角形。
大家都说:“就这样建吧。”
有的鸟叼着树枝,有的叼着泥巴,啄木鸟在木头上啄洞,喜鹊用小树枝把木头都捆起来。当太阳落山时,一座三角形屋顶的新房子建成了。
晚上,坏狐狸又来了。这一次,他什么也没说,拼命摇晃着木屋。奇怪,为什么今晚这木屋摇不起来?!这只坏狐狸用尽全身力气又摇了摇,但它还是一动不动。
天快亮了,坏狐狸恨恨地说:“就算我现在饶了你,我明天再来。你敢出来,我就吃了你!”"
一大早,小鸟看到母鸡又在担心看守木屋。
小山鹰问:“母鸡妈妈,你的木屋很好。你担心什么?”
母鸡说:“三角形的屋顶更安全,但我们不能总是呆在房子里!坏狐狸说我们一出来他就来抓小鸡崽。”
云雀说:“我有一个好主意。我们帮母鸡妈妈用木栅栏把房子围起来,装个木栅栏门进出。这不是防坏狐狸的好办法吗?”
每个人都说这是个好主意,于是他们开始一起建造一个木栅栏。他们还削尖了顶部,以防止坏狐狸跳进来。最后安装一个长方形的木栅栏门。
晚上,坏狐狸真的又来了。他看到小鸡宝宝在围栏里蹦来蹦去,口水直流。坏狐狸绕着木栅栏转了两圈,发现破坏栅栏门是最容易的。他用两只爪子摇着木栅栏门。结果长方形的门变成了平行四边形,露出了一个缺口。坏狐狸跳进来了。如果母鸡没有迅速地把小鸡带到房子里,恐怕它会是一场灾难。
坏狐狸不见了。小喜鹊飞进来说:“长方形的门容易变形。斜着钉一块板,把它变成两个三角形,就结实多了。”
百灵鸟说:“我们不能总是防备坏狐狸。我们应该这样做...这样。”大家都很开心,忙了一会儿才走。
坏狐狸没有吃小鸡崽,又悄悄地来了。他径直走向木栅栏门,用力摇了摇。哎,这次你怎么摇不动了?狐狸用尽全力摇了摇,扑通一声掉进了陷阱。陷阱底部布满了三角形的尖刺,狡猾的狐狸死了。
母鸡高兴地说:“三角形真有用!”
提索
西西弗斯是古希腊神话中的一串。科林斯国王西西弗斯因将一块巨石推上一座山而受到惩罚,但无论他如何努力,巨石在到达山顶之前还是不可避免地滚了下来,于是他不得不再推一次,没完没了。《西西弗斯之弦》就是以这个故事命名的。
西西弗斯弦是什么?也就是说,取任意一个数,比如35962,统计这个数中的偶数、奇数和所有数,就可以得到2(2个偶数)、3(3个奇数)和5(共* * *五位数),用这三个数组成下一个数串235。对235重复上述过程,得到1,2,3。重复123的数列,还是会得到123。对于这个由程序和数字组成的“宇宙”,123是一个数字黑洞。
每个数字最后能得到123吗?用大数试试。比如:8888337774499222,在这个数中,偶数、奇数和所有数的个数分别是11、9和20。这三个数相加得到11920,为11920。
这就是数学黑洞“西西弗斯弦”。