數(shù)學(xué)探險故事之荒島歷險10(智擒小個子)
來源:網(wǎng)絡(luò) 2009-08-05 17:53:19
羅克和米切爾雖然抓住了黑鐵塔,但小個子卻拿著珍寶跑了。兩個人押解著黑鐵塔去見首領(lǐng)烏西。
不管你怎樣審問,黑鐵塔咬緊牙關(guān)一言不發(fā)?磥,想從黑鐵塔嘴里掏出小個子的下落是不可能的。
怎么辦?
烏西仍把捉拿小個子的任務(wù)交給了羅克和米切爾。羅克一想,這個任務(wù)難以推辭,也就痛快地答應(yīng)了。
羅克和米切爾坐下來,認真研究如何抓住小個子。米切爾說:“烏西已經(jīng)下令全島戒嚴,小個子想現(xiàn)在乘船逃走是不大可能。”
羅克點點頭說:“你分析得對。由于島上洞多,小個子可能還藏在某個山洞中。”
米切爾皺起眉頭說:“島上大大小小的山洞那么多,要確切知道小個子藏在哪個山洞里是十分困難的!”
“小個子總是要喝水的,他必須出來打水。要打水,就會暴露自己。”羅克對此充滿信心。
米切爾站起來,倒背兩手來回踱著步。他說:“海島這么大,小個子又晚上出來打水,不容易發(fā)現(xiàn)哪!”
“報告!”從門外跑進一名全副武裝的士兵,他向羅克和米切爾報告說:“我在天池值勤,看見小個子從狼牙洞出來,到天池里打了一壺水,一溜小跑跑進了野豬洞。”
“狼牙洞?野豬洞?這兩個洞在哪兒?”羅克對這個消息十分感興趣。
米切爾在地上畫了個示意圖說:“A 就是狼牙洞,B 就是野豬洞,以 O為圓心的圓就是天池。天池原來是個死火山口,后來有了水成了一個圓形的湖。”
羅克說:“咱倆去這兩個洞搜查一下,怎么樣?”
“不成,不成!”米切爾連連搖頭說,“這兩個洞的洞口都不止一個,是堵不住他的。”
羅克說:“你有什么好辦法?”
“好辦法嘛??”米切爾拍了拍腦袋說,“唉,如果我們能準(zhǔn)確地知道小個子打水的地點,就可以把小個子生擒活捉。”
“這個問題我能解決。”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!提出什么問題立刻就能解出來。
羅克要來全島的地圖,又要了一個量角器。他把半圓形量角器的圓心,放在天池的圓周上移動,移動到 P 點,羅克說:“找到了,小個子一定到 P點附近去打水。”
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:“你怎么用量角器在圓周上一轉(zhuǎn),就找到小個子的取水點?你怎么知道小個子一定到P點取水呢?”
“說來也真湊巧。小個子天池取水和數(shù)學(xué)上著名的‘古堡朝圣問題’非常相似。我先給你講一講‘古堡朝圣問題’吧!”羅克開始講了起來:
有這么個傳說,從前有一個虔誠的信徒,他本身是集市上的一個小販。他每天從家出來,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,而圓周上的點都是供信徒朝拜的頂禮點。
這個信徒想,我應(yīng)該怎樣選擇頂禮點,才能使從家到頂禮點,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)問的祭司請教。據(jù)說祭司神通廣大,他可以和阿波羅神“對話”。但是,祭司的回答使他失望。
祭司回答說:“善良的人哪,快停止無謂的空想吧!你提出的問題連萬能的阿波羅神也無能為力。難道你還幻想解決這個問題?這個問題是永遠解決不了的!”米切爾聽到這兒,長嘆了一口氣說:“這么說,連太陽之神——阿波羅都解決不了,別人就更沒辦法了。”
“嘻嘻!”羅克笑了起來。他說,“別聽祭司瞎說,阿波羅神又不是數(shù)學(xué)家,他哪會解這類數(shù)學(xué)題。”
“噓!不許說阿波羅神的壞話,我們神圣部族也是信奉阿波羅神的。”
米切爾說完之后,一副十分虔誠的樣子,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)覺得可笑,笑著說,“其實這個問題,數(shù)學(xué)家已經(jīng)解決了。”
“解決了?快說給我聽聽。”米切爾顯得十分著急。羅克又畫了個圖,他指著圖說:“如果能在圓周上找到一點P,過點P做圓O的切線MN,使得∠APK=∠BPK,即α=β。小販沿著A→P→B的路線去走,距離最短,這一點可以證明。”
“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,接著邊畫邊講,“我先要給你證明一個預(yù)備定理:一條河,河岸的同一側(cè)住著一個小孩和他的外婆。小孩每天上學(xué)前要到河邊提一桶水送給外婆。他想,到河邊哪一點去取水,所走的路程最短””
米切爾說:“這個問題和古堡朝圣問題非常類似,不同的是,一個是圓形的水池,一個是直的河流。這個問題的結(jié)論又是什么?”
羅克指著圖說:“如果能在河岸上找到一點P,做PK垂直河岸,使得∠APK=∠BPK,即α=β,P點就是要找的點。”
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。
“我就來證明AP+PB是符合條件的最短路程。”羅克說,“我在河岸上,除P 點外再隨便選一點 P',只要能證明 AP'+P'B>AP+PB,就說明 AP+PB是最短距離。
“連接AP',BP'。作河岸DE的垂線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。
“用類似證明方法,也可以在古堡朝圣問題中證明AP+PB距離最短。”
“我基本上明白了?墒牵子未必知道這件事,他會選擇這條最短路徑嗎?”米切爾還是有點擔(dān)心。
“你放心吧!”羅克安慰說,“小個子的數(shù)學(xué)相當(dāng)不錯,他不會不知道這個道理的。”
“既然這樣,我倒有個捉拿小個子的好辦法。”米切爾趴在羅克耳朵邊嘀咕了好一陣子,羅克高興地連連點頭。兩個人簡單收拾了一下,悄悄向天池走去。
天還是那么黑,天池的周圍非常安靜。過了一會兒,從野豬洞里探出一個小腦袋,向左右望了望。見四周無人,他手提一把水壺快步跑到天池邊彎腰打水。沒錯,他就是小個子。
當(dāng)小個子剛把水壺放進水里,突然,從水中躥出一個人來。此人喊了聲:“你下來吧!”就把小個子拉下了水。小個子不會游泳,急得大喊救命!水中的人把小個子灌了個半死托上岸來。羅克在岸上拉出小個子,把他捆了起來。水中的人爬上了岸,此人正是米切爾。
原來米切爾知道了小個子打水的大概地點,就事先藏在水里,等小個子彎腰打水時,把他拉下了水。
活捉了小個子,羅克和米切爾都十分高興。
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