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數(shù)學(xué)探險(xiǎn)故事之荒島歷險(xiǎn)10(智擒小個(gè)子)

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 2009-08-05 17:53:19

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羅克和米切爾雖然抓住了黑鐵塔,但小個(gè)子卻拿著珍寶跑了。兩個(gè)人押解著黑鐵塔去見(jiàn)首領(lǐng)烏西。
  不管你怎樣審問(wèn),黑鐵塔咬緊牙關(guān)一言不發(fā)。看來(lái),想從黑鐵塔嘴里掏出小個(gè)子的下落是不可能的。
  怎么辦?
  烏西仍把捉拿小個(gè)子的任務(wù)交給了羅克和米切爾。羅克一想,這個(gè)任務(wù)難以推辭,也就痛快地答應(yīng)了。
  羅克和米切爾坐下來(lái),認(rèn)真研究如何抓住小個(gè)子。米切爾說(shuō):“烏西已經(jīng)下令全島戒嚴(yán),小個(gè)子想現(xiàn)在乘船逃走是不大可能。”
  羅克點(diǎn)點(diǎn)頭說(shuō):“你分析得對(duì)。由于島上洞多,小個(gè)子可能還藏在某個(gè)山洞中。”
  米切爾皺起眉頭說(shuō):“島上大大小小的山洞那么多,要確切知道小個(gè)子藏在哪個(gè)山洞里是十分困難的!”
  “小個(gè)子總是要喝水的,他必須出來(lái)打水。要打水,就會(huì)暴露自己。”羅克對(duì)此充滿(mǎn)信心。
  米切爾站起來(lái),倒背兩手來(lái)回踱著步。他說(shuō):“海島這么大,小個(gè)子又晚上出來(lái)打水,不容易發(fā)現(xiàn)哪!”
  “報(bào)告!”從門(mén)外跑進(jìn)一名全副武裝的士兵,他向羅克和米切爾報(bào)告說(shuō):“我在天池值勤,看見(jiàn)小個(gè)子從狼牙洞出來(lái),到天池里打了一壺水,一溜小跑跑進(jìn)了野豬洞。”
  “狼牙洞?野豬洞?這兩個(gè)洞在哪兒?”羅克對(duì)這個(gè)消息十分感興趣。
  米切爾在地上畫(huà)了個(gè)示意圖說(shuō):“A 就是狼牙洞,B 就是野豬洞,以 O為圓心的圓就是天池。天池原來(lái)是個(gè)死火山口,后來(lái)有了水成了一個(gè)圓形的湖。”
  羅克說(shuō):“咱倆去這兩個(gè)洞搜查一下,怎么樣?”
  “不成,不成!”米切爾連連搖頭說(shuō),“這兩個(gè)洞的洞口都不止一個(gè),是堵不住他的。”
  羅克說(shuō):“你有什么好辦法?”

  “好辦法嘛??”米切爾拍了拍腦袋說(shuō),“唉,如果我們能準(zhǔn)確地知道小個(gè)子打水的地點(diǎn),就可以把小個(gè)子生擒活捉。”
  “這個(gè)問(wèn)題我能解決。”羅克這么快就表示能解決,使米切爾十分驚訝。
  米切爾心想真不愧是大數(shù)學(xué)家呀!提出什么問(wèn)題立刻就能解出來(lái)。
  羅克要來(lái)全島的地圖,又要了一個(gè)量角器。他把半圓形量角器的圓心,放在天池的圓周上移動(dòng),移動(dòng)到 P 點(diǎn),羅克說(shuō):“找到了,小個(gè)子一定到 P點(diǎn)附近去打水。”
  米切爾看羅克所做的一切就像變魔術(shù)一樣,既感到迷惑,又感到有趣。

  米切爾問(wèn):“你怎么用量角器在圓周上一轉(zhuǎn),就找到小個(gè)子的取水點(diǎn)?你怎么知道小個(gè)子一定到P點(diǎn)取水呢?”
  “說(shuō)來(lái)也真湊巧。小個(gè)子天池取水和數(shù)學(xué)上著名的‘古堡朝圣問(wèn)題’非常相似。我先給你講一講‘古堡朝圣問(wèn)題’吧!”羅克開(kāi)始講了起來(lái):
  有這么個(gè)傳說(shuō),從前有一個(gè)虔誠(chéng)的信徒,他本身是集市上的一個(gè)小販。他每天從家出來(lái),先去圓形古堡朝拜阿波羅神像。古堡是座圣城,阿波羅神像供奉在古堡的圓心O點(diǎn),而圓周上的點(diǎn)都是供信徒朝拜的頂禮點(diǎn)。

  這個(gè)信徒想,我應(yīng)該怎樣選擇頂禮點(diǎn),才能使從家到頂禮點(diǎn),然后再到集市的路程最短呢?他百思不得其解。于是他找到古堡里最有學(xué)問(wèn)的祭司請(qǐng)教。據(jù)說(shuō)祭司神通廣大,他可以和阿波羅神“對(duì)話(huà)”。但是,祭司的回答使他失望。
  祭司回答說(shuō):“善良的人哪,快停止無(wú)謂的空想吧!你提出的問(wèn)題連萬(wàn)能的阿波羅神也無(wú)能為力。難道你還幻想解決這個(gè)問(wèn)題?這個(gè)問(wèn)題是永遠(yuǎn)解決不了的!”米切爾聽(tīng)到這兒,長(zhǎng)嘆了一口氣說(shuō):“這么說(shuō),連太陽(yáng)之神——阿波羅都解決不了,別人就更沒(méi)辦法了。”
  “嘻嘻!”羅克笑了起來(lái)。他說(shuō),“別聽(tīng)祭司瞎說(shuō),阿波羅神又不是數(shù)學(xué)家,他哪會(huì)解這類(lèi)數(shù)學(xué)題。”
  “噓!不許說(shuō)阿波羅神的壞話(huà),我們神圣部族也是信奉阿波羅神的。”
  米切爾說(shuō)完之后,一副十分虔誠(chéng)的樣子,嘴里還咕咕囔囔地小聲禱告著什么。
  “哈哈!”羅克看到米切爾祈禱的樣子,越發(fā)覺(jué)得可笑,笑著說(shuō),“其實(shí)這個(gè)問(wèn)題,數(shù)學(xué)家已經(jīng)解決了。”
  “解決了?快說(shuō)給我聽(tīng)聽(tīng)。”米切爾顯得十分著急。羅克又畫(huà)了個(gè)圖,他指著圖說(shuō):“如果能在圓周上找到一點(diǎn)P,過(guò)點(diǎn)P做圓O的切線(xiàn)MN,使得∠APK=∠BPK,即α=β。小販沿著A→P→B的路線(xiàn)去走,距離最短,這一點(diǎn)可以證明。”

  “能夠證明?那你就給我證一下。否則,我不信!”米切爾使用了“激將法”。
  “米切爾,可真有你的!”羅克用力拍了米切爾肩膀一下,接著邊畫(huà)邊講,“我先要給你證明一個(gè)預(yù)備定理:一條河,河岸的同一側(cè)住著一個(gè)小孩和他的外婆。小孩每天上學(xué)前要到河邊提一桶水送給外婆。他想,到河邊哪一點(diǎn)去取水,所走的路程最短””
  米切爾說(shuō):“這個(gè)問(wèn)題和古堡朝圣問(wèn)題非常類(lèi)似,不同的是,一個(gè)是圓形的水池,一個(gè)是直的河流。這個(gè)問(wèn)題的結(jié)論又是什么?”

  羅克指著圖說(shuō):“如果能在河岸上找到一點(diǎn)P,做PK垂直河岸,使得∠APK=∠BPK,即α=β,P點(diǎn)就是要找的點(diǎn)。”
  嗯?結(jié)論和古堡朝圣的結(jié)論也相同!怪事!”米切越琢磨越有趣。
  “我就來(lái)證明AP+PB是符合條件的最短路程。”羅克說(shuō),“我在河岸上,除P 點(diǎn)外再隨便選一點(diǎn) P',只要能證明 AP'+P'B>AP+PB,就說(shuō)明 AP+PB是最短距離。

  “連接AP',BP'。作河岸DE的垂線(xiàn)AA'交DE于M,取A'M=AM,連接A'P'。
  “在△A'BP'中,由于兩邊之和大于第三邊,可知,A'P'+P'B>A'B。
  “由 AA'的作法,可知△APA'為等腰三角形,AP=A'P。而 A'B=A'P+PB=AP+PB,所以有AP'+P'B>AP+PB,而且∠α=∠β。
  “用類(lèi)似證明方法,也可以在古堡朝圣問(wèn)題中證明AP+PB距離最短。”
  “我基本上明白了。可是,小個(gè)子未必知道這件事,他會(huì)選擇這條最短路徑嗎?”米切爾還是有點(diǎn)擔(dān)心。
  “你放心吧!”羅克安慰說(shuō),“小個(gè)子的數(shù)學(xué)相當(dāng)不錯(cuò),他不會(huì)不知道這個(gè)道理的。”
  “既然這樣,我倒有個(gè)捉拿小個(gè)子的好辦法。”米切爾趴在羅克耳朵邊嘀咕了好一陣子,羅克高興地連連點(diǎn)頭。兩個(gè)人簡(jiǎn)單收拾了一下,悄悄向天池走去。
  天還是那么黑,天池的周?chē)浅0察o。過(guò)了一會(huì)兒,從野豬洞里探出一個(gè)小腦袋,向左右望了望。見(jiàn)四周無(wú)人,他手提一把水壺快步跑到天池邊彎腰打水。沒(méi)錯(cuò),他就是小個(gè)子。
  當(dāng)小個(gè)子剛把水壺放進(jìn)水里,突然,從水中躥出一個(gè)人來(lái)。此人喊了聲:“你下來(lái)吧!”就把小個(gè)子拉下了水。小個(gè)子不會(huì)游泳,急得大喊救命!水中的人把小個(gè)子灌了個(gè)半死托上岸來(lái)。羅克在岸上拉出小個(gè)子,把他捆了起來(lái)。水中的人爬上了岸,此人正是米切爾。
  原來(lái)米切爾知道了小個(gè)子打水的大概地點(diǎn),就事先藏在水里,等小個(gè)子彎腰打水時(shí),把他拉下了水。
  活捉了小個(gè)子,羅克和米切爾都十分高興。

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