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數(shù)學(xué)探險故事之荒島歷險6(首領(lǐng)出的難題)

來源:網(wǎng)絡(luò) 2009-08-05 17:35:01

  烏西首領(lǐng)在大茅屋里接見了羅克。由于還沒和米切爾商量好,怎樣向?yàn)跷鲄R報(bào)發(fā)現(xiàn)珍寶,所以,羅克沒有講發(fā)現(xiàn)埋藏珍寶的事。

  烏西顯得很高興,他對羅克說:“為了慶祝我擔(dān)任新首領(lǐng),神圣部族要召開慶祝會。為了表示對全部族同胞的感謝,我想在我的座位前面,安排一個由16個人組成的方隊(duì),要求橫著4行豎著4列。我想這16個人由這樣四部分人組成:4個老人,4個青年,4個小孩,4個婦女。為了使4個老人能區(qū)分開,讓他們扎不同顏色的腰圍,有紅色的、藍(lán)色的、綠色的和黃色的。青年、小孩、婦女也扎這4種不同顏色的腰圍,以示區(qū)別。”

  羅克說:“你想的辦法很好。”

  “可是我遇到了一個難題。”烏西站起來邊走邊說,“我想把這個方隊(duì)排得十分均衡。也就是說,每一行、每一列中都是由老人、青年、小孩和婦女組成,而且還必須每一行、每一列的4個人扎著不同顏色的腰圍。我想這種排法 4 部分人就均衡了,4 種顏色也分配均勻了,是十分理想的排法?上У氖牵遗帕税胩煲矝]有排出來,想請大數(shù)學(xué)家?guī)兔o排一排。”

  羅克想了一下說:“好吧,我來排一下試試。”羅克要了一張紙,在紙上畫一個正方形,又畫出 16 個方格。羅克先沿著從左上方到右下方的對角線,把4 個老人安排好。接著排上4 個青年人,再排上4 個小孩,最后把 4個婦女排上。

  烏西看著羅克排出來的圖一個勁兒地鼓掌,他笑嘻嘻地說:“妙,妙!我看最妙之處是按規(guī)律去排,而不是瞎碰。”

  烏西忽然心血來潮,他又問:“如果我在方陣中再加一部分中年人,另外再加一種顏色——白色,由25人組成一個5×5的方陣,你能不能排出來呢?”

  羅克點(diǎn)了點(diǎn)頭說:“可以排出來。”

  烏西接著又問:“如果再擴(kuò)大一些,由36個人排成6×6的方陣,你能不能排出來?”

  羅克心想,這位新首領(lǐng)會把方陣越擴(kuò)展越大,問個沒完。突然,羅克又想起戴眼鏡的小個子和黑鐵塔還堵在山洞里,時間一長,會不會憋死呢?

  羅克靈機(jī)一動,對烏西說:“首領(lǐng),6×6的方陣我沒排過,不知能不能排出來。不過,我聽別人說,貴部族的戴眼鏡的小個子能排出來,您不妨把他找來。”

  烏西說:“你說的是那個戴眼鏡的小個子呀!他的大名叫杰克,人們都叫他小個子。他現(xiàn)在在哪兒?”

  米切爾也很快就明白了羅克的用心,他搶先回答說:“我看見小個子和黑鐵塔向北面那個神秘山洞走去了。”

  烏西笑了笑說:“小個子總想解開藏寶的秘密,這個秘密已經(jīng)一百多年了,誰也沒能解開。小個子雖然人很聰明,數(shù)學(xué)也很好,但是想解開這個謎也很難。”烏西的話還沒說完,就聽屋子外面小個子在嚷嚷:“我跟那個叫

  羅克的小孩沒完。他也太手狠了,把我和黑鐵塔堵在山洞里,差點(diǎn)憋死!”

  小個子和黑鐵塔氣勢洶洶地走了進(jìn)來。兩邊的衛(wèi)兵喝道:“這是首領(lǐng)的寶殿,怎敢大聲喧嘩!”兩個人立刻就不吭聲了,低著頭站在一旁。

  烏西問:“小個子,出了什么事?這么大吵大嚷的。”

  黑鐵塔搶著說:“首領(lǐng),我們發(fā)現(xiàn)了秘密。”他剛說到這兒,小個子在他腳上狠命地跺了一腳,痛得黑鐵塔“哎喲,哎喲”直叫。

  小個子趕緊接過話茬說:“是呀,我們發(fā)現(xiàn)了一個秘密,就是??就是??就是米切爾和羅克特別要好。”

  “嗨!這算什么秘密呀!”烏西搖搖頭說,“羅克說你會排6×6的方陣,請你給我排一排好嗎?”“什么,什么,6×6的方陣?”小個子給問愣了。

  烏西就把自己原來想排 4×4 方陣,結(jié)果羅克給排出來了,5×5 方陣羅克也排出來,只有這6×6方陣排不出來。后來又聽說你小個子會排,就把你請來了,希望你不要給神圣部族丟臉哪!

  小個子聽完這個過程,心中暗暗叫苦。因?yàn)榘瓷袷ゲ孔宓囊?guī)矩,首領(lǐng)叫你干的事。你不能輕易拒絕。小個子又偷眼看了羅克一眼,心里恨恨地說:“好小子,你把我堵在山洞里不算,又給我出難題,叫我在首領(lǐng)面前丟人現(xiàn)眼,我跟你沒完!”

  眼,我跟你沒完!”

  烏西見小個子低著頭半天不說話,就催促說:“你快點(diǎn)排呀!”

  “是、是。”小個子不敢怠慢,拿起筆用大寫的英文字母 A、B、C、D、E、F代表 6種不同的人,用小寫的英文字母 a、b、c、d、e、f表示 6 種不同的顏色,開始在6×6個方格上排了起來。左排一個不成,右排一個也不成,一個小時過去了,小個子急得滿頭大汗,紙也用去了幾十張,結(jié)果,6×6方陣還是沒有排出來。烏西有些不耐煩了,在場的其他人也都有點(diǎn)著急。

  米切爾小聲問羅克:“你怎么很快就把4×4方陣排了出來,小個子也很聰明,他怎么排了這么半天還沒排出來呢?”

  “這里有個秘密。”羅克小聲講了起來,“18世紀(jì),歐洲有個普魯士王國。國王叫腓特烈。有一年,腓特烈國王要舉行閱兵式,計(jì)劃挑選一支由36名軍官組成的軍官方隊(duì),作為閱兵式的先導(dǎo)。普魯士王國當(dāng)時有6支部隊(duì)。腓特烈國王要求,從每支部隊(duì)中選派出 6 個不同級別的軍官各一名,共 36名。這6個不同級別是:少尉、中尉、上尉、少校、中校、上校。要求這36名軍官排成6行6列的方陣,使得每一行和每一列都有各部隊(duì)、各級別的代表。”

  米切爾驚奇地問:“這和烏西提出來的6×6方陣非常相似。”

  羅克笑了笑說:“我也覺得奇怪,怎么能這樣巧呢?可能當(dāng)國王、當(dāng)首領(lǐng)的都愛提這類問題吧!”

  米切爾急切地問:“后來呢?”

  “噓,小點(diǎn)聲!”羅克眨了眨眼又講,“腓特烈國王一聲令下,可忙壞了司令官,他趕快召來36名軍官,按著國王的旨意,一連折騰了好幾天,硬是沒有排出這個6×6方陣來。”

  米切爾又著急了,他問:“排不出來,國王要怪罪司令官的!”

  羅克點(diǎn)了點(diǎn)頭說:“是。∷玖罟僖卜浅V。怎么辦呢?當(dāng)時,正好歐洲著名數(shù)學(xué)家歐拉在柏林。司令官就請歐拉給幫忙排一排,結(jié)果歐拉也排不出來。歐拉猜想這種6×6的方陣可能排不出來。后來,就把這種方陣起名叫‘歐拉方陣’,F(xiàn)代數(shù)學(xué)已經(jīng)證明:只有2×2的歐拉方陣和6×6的歐拉方陣排不出來。其他歐拉方陣都能排出來。”

  米切爾笑著說:“這么說,這種6×6方陣根本就排不出來!既然排不出來,你硬叫小個子排,這不是成心整人嗎?”

  羅克嚴(yán)肅地說:“不是我成心整他。小個子想把你們祖先留下的珍寶占為己有,是不能讓他得逞的!”

  “說得對!”米切爾也點(diǎn)頭表示同意。

  烏西看小個子還沒把 6×6 方陣排出來,就生氣了。他一拍桌子站了起來,用手指著小個子說:“你到底會不會排?說句痛快話!”

  小個子害怕了,他擦了一把頭上的汗,結(jié)結(jié)巴巴地說:“雖??雖然我沒排??排出來,可是我??我有個重要情況向您??您匯報(bào)。”

  烏西一瞪眼睛說:“什么重要情況?快說!”

 

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