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“±1”的妙用

來(lái)源:數(shù)學(xué)專業(yè)網(wǎng) 2008-01-21 15:05:40

智能內(nèi)容

 

  桌上放著8只茶杯。全部杯口朝上,每次翻轉(zhuǎn)其中的4只,只要翻轉(zhuǎn)兩次,就把它們?nèi)挤杀诔隆?br />
  如果將問(wèn)題中的8只改為6只,每次仍然翻轉(zhuǎn)其中的4只,能否經(jīng)過(guò)若干次翻轉(zhuǎn)把它們?nèi)糠杀诔拢?br />
  請(qǐng)動(dòng)手試驗(yàn)一下這時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)三次翻轉(zhuǎn)就達(dá)目的。說(shuō)明如下:

  用±1表示杯口朝上,-1表示杯口朝下,這三次翻轉(zhuǎn)過(guò)程可以簡(jiǎn)單地表示如下

  初始狀態(tài)   +l,+l,+l,+l,+l,+l

  第一次翻轉(zhuǎn) -1,-1,-1,-l,+l,+1

  第二次翻轉(zhuǎn) +1,+1,+1,+1,-1,-1

  第三次翻轉(zhuǎn) -l,-l,-1,-l,-l,-1

  如果再將問(wèn)題中的8只改為7只,能否經(jīng)過(guò)若干次翻轉(zhuǎn)(每次4只)把它們?nèi)糠杀诔拢?br />
  幾經(jīng)試驗(yàn),你將發(fā)現(xiàn),無(wú)法把它們?nèi)糠杀诔隆?br />
  是你的“翻轉(zhuǎn)”能力差,還是根本無(wú)法完成?

  “±1”將告訴你:不管你翻轉(zhuǎn)多少次,總是無(wú)法使這7只杯口朝下。

  道理很簡(jiǎn)單。用±1表示杯口朝上,-1表示杯口朝下,問(wèn)題就變成:“把7個(gè)±1每次改變其中4個(gè)的符號(hào),若干次后能否把它們都變成-1?”考慮這7個(gè)數(shù)的乘積,由于每次都改變4個(gè)數(shù)的符號(hào),所以它們的乘積永遠(yuǎn)不變(即永為+1),而全部杯口朝下時(shí)7個(gè)數(shù)的乘積等于-1,這是不可能的。

  道理竟是如此簡(jiǎn)單,證明竟是如此巧妙,這要?dú)w功于“±l”語(yǔ)言。

  中國(guó)象棋中的馬走日字,在對(duì)弈時(shí)你發(fā)現(xiàn)下面這種現(xiàn)象沒(méi)有?──

  馬自某個(gè)位置跳起,如果再想回到原來(lái)位置,一定經(jīng)過(guò)偶次步。

  ±1語(yǔ)言也可幫你證明這個(gè)結(jié)果:

  象棋盤共有9×10=90個(gè)位置,相鄰位置用符號(hào)不同的數(shù)(+l與-1)來(lái)表示(圖中所有實(shí)心圓點(diǎn)位置用+l表示,

余者用-l表示),那么象棋馬從任何一個(gè)位置,每走一步就要改變符號(hào)。就是說(shuō),棋子馬要想不變符號(hào),必須走偶步。而馬自某個(gè)位置跳起,再回到原來(lái)位置,符號(hào)不變,故得結(jié)論:馬自某個(gè)位置跳起,如果再想回到原來(lái)位置,一定經(jīng)過(guò)偶次步。

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