31.推銷員的旅程問題
這類問題非常值得討論,因?yàn)樗鼈兣c實(shí)際生活密切相關(guān).雖說問題本身很簡明,但令人困惑的是,至今沒有得出任何解析解.
李文黛的最短路徑為91英里,她的行程如下所示:
如果把漢尼頓列入行程中,則最短行程為:艾克塞特→歐卡漢頓→克雷頓→提文頓→卡林頓→漢尼頓→艾克茅茲→艾克塞特,總里程數(shù)為100英里.
因?yàn)樽疃绦谐痰母髀肪€彼此不相交錯(cuò),故其行程為一簡單封閉曲線,所以不論以哪一個(gè)城鎮(zhèn)作為起點(diǎn)及終點(diǎn),其里程數(shù)均相等.但是如果起點(diǎn)和終點(diǎn)可以在不同的城鎮(zhèn),那么只要將整個(gè)行程顛倒過來(依原行程反向而行),以艾克塞特為起點(diǎn),歐卡漢頓為終點(diǎn),則可節(jié)省23英里的路程.
找到走完“十巖”的最短路徑是相當(dāng)有趣的問題.作者相信上圖所示的路徑為最短路徑,但讀者也可提出反駁(注意:高度的變化、橫越河流與地勢的差異都是健行者考慮的因素).最短的路徑為16.6英里.
在尋找最短路徑時(shí),需要了解如果從A到B的路徑由A、B兩點(diǎn)的直線改為經(jīng)過中間點(diǎn)P,可能會使路程增加.如果∠APB不比180°小很多,則幾乎可以忽略增加的路程;但當(dāng)∠APB為銳角時(shí),則路程將會顯著增加.參考上列的路線圖,并比較由克蘭密爾池經(jīng)荒野巖到懸石巖,以及由毛皮巖經(jīng)野兔巖到布雷克巖這兩小段路徑因?yàn)榻?jīng)過中間點(diǎn)而增加的里程.
33.尋找寶藏
將坐標(biāo)變換與尋寶圖結(jié)合,使這個(gè)數(shù)學(xué)問題變得更加有趣了.在解決了幾個(gè)問題之后,你可以試著自己設(shè)計(jì)藏寶圖與線索.
此題的寶藏位在(7,3),每一條線索所指示的地點(diǎn)為:
(1)→(1,3) (2)→(4,3) (3)→(4,7) (4)→(6,7)
(5)→(8,5) (6)→(5,8) (7)→(11,7)(8)→(7,3)
34.平行線的限制
此題并不需要使用三角學(xué)的知識去計(jì)算三角形的大�。�
先在直線l上任取一點(diǎn)A點(diǎn),然后用描圖紙和一個(gè)量角器將3條平行線l、m、n自定點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°,而得出l'、m'、n'這3條平行線(圖1).
這個(gè)旋轉(zhuǎn)將自動(dòng)地映射三角形的AC邊,而作出AB邊的圖(參見第69頁的圖形).換言之,C映成B,所以經(jīng)過C點(diǎn)的直線n將映成經(jīng)過B點(diǎn)的直線,所以B點(diǎn)為直線n'與m的交點(diǎn).在找到AB邊之后,很容易完成等邊三角形ABC.以A點(diǎn)為中心,依順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°,則可找出C點(diǎn)就是直線m'與n的交點(diǎn).
要作出頂點(diǎn)分別落在平行四邊形的4條邊上的正方形也可以利用旋轉(zhuǎn)來處理.這個(gè)問題可以利用90°旋轉(zhuǎn)來解.
在圖2中的平行四邊形PQRS內(nèi)有一個(gè)正方形ABCD,圖3顯示出PQRS對其中心旋轉(zhuǎn)90°后的情形.這時(shí)正方形的4個(gè)頂點(diǎn)可由下列直線的交集清楚地定義出來:
A=PQ∩S'P',B=QR∩P'Q'
C=RS∩Q'R',D=SP∩R'S'
使用描圖紙來輔助P'Q'R'S'的繪圖,可直接作出正方形ABCD的圖形.
圖4顯示出正方形的兩個(gè)頂點(diǎn)落在平行四邊形之外的情形,這個(gè)問題是要你找出頂點(diǎn)落在兩對相交的平行線上的正方形.
35.盒子游戲
許多孩子都很喜歡玩這個(gè)游戲,教師們不妨把它作為指派給學(xué)生的第一份研究作業(yè).“假設(shè)…,會怎么樣?”這類問題對孩子而言應(yīng)不至于太困難,他們可以借此課題做一些簡單的分析練習(xí).