波斯国王的难题彰显代数的威力

百科漫谈课程 2024-03-14 17:45:22

原标题:波斯国王的难题

古时候波斯有个国王,他认为自己是世界上最聪明的人。

有一天国王出了一个告示,宣布半个月以后他将要在皇宫里出一道难题,谁要是能准确地回答出来,就重重的奖赏他。

到了那一天,皇宫里聚集了文武百官,还有许多老百姓,显得十分热闹。国王命令侍从取来了三只大金碗,金碗上盖着镶嵌着宝石的金盖子。国王向皇宫里的人扫了一眼,然后说出他的难题:

“我的三只金碗里放着数目不同的珍珠,我把第一只金碗里的一半珍珠给我的大儿子,第二只金碗里的三分之一珍珠给我的二儿子;第三只金碗里的四分之一珍珠给我的小儿子。然后,再把第一只碗里的4颗珍珠给我的大女儿;第二只碗里的6颗珍珠,给我的二女儿;第三只碗里的2颗珍珠给我的小女儿。这样分完之后,第一只金碗里还剩下38颗珍珠;第二只金碗里还剩下12颗珍珠;第三只金碗里,还剩下19颗珍珠。你们谁能回答,这三只金碗里原来各有多少珍珠?”

听完国王所说的题目,文武百官,你看看我,我看看你,谁也没作声。

突然,从人群中走出三个外国人,其中一个向国王深深鞠了一个躬,说道:“尊敬的国王,请让我第一个回答你的问题吧。你的第一只金碗里最后剩下38颗珍珠,加上你给大女儿的4颗,一共是42颗,而这42颗珍珠只是原来珍珠数的一半,因为你把另一半给了你大儿子了。这样,第一只金碗中应该有84颗珍珠。”

听到这里,国王点了点头。这个外国人又接着说:“您的第二只金碗里最后剩下12颗珍珠,加上您给二女儿的6颗,共计18颗。这18颗珍珠只是原来珍珠数的三分之二, 因为有三分之一您给了二儿子了。所以第二只金碗里原来有27颗珍珠。

“第三只金碗里最后剩19颗珍珠,加上您小女儿拿去的2颗就是21颗。这21颗只是碗里原来数目的四分之三,这样第三只金碗里原有28颗珍珠。”

国王听了满意地说:“”聪明人 ,你说对了。”

这位外国人说:“尊敬的国王,数学帮助我回答了您的问题。数学是一门有关数的特征和计算法则的科学。”

这时,第二个外国人往前站了两步说:“高贵的国王,我用方程来算您出的题,要简单的多。

您给大儿子一半,就是x/2,又给你大女儿4颗,最后剩下38颗,可以列出方程如下:x-½x-4=38,

移项 得

x-½x=38+4,

½x=42,

x=84.

说明第一只金碗里有84颗珍珠。

再算第二只金碗里珍珠的数目。设这个数目为x。从中减去您给二儿子的⅓x,再减去您给二女儿的6颗,剩下12颗,列出方程为:

x-⅓x-6=12,

2/3x=18,

x=27.

第二只碗里有27颗珍珠。

用同样办法可以算出第三只金碗里珍珠的数目:

x-¼x-2=19,

3/4x=21,

x=28.

第三只金碗里有28颗珍珠。”

国王高兴地说:“你用方程来计算,很简单,算法很高明。”

轮到第三个外国人了,他一声不响地从口袋里掏出一张纸,在纸上写了一个算式,递给了国王。

国王看到纸上写着一个算式:x-ax-b=c,

x=(b+c)/(1-a).

国王非常生气地问:“你写的是些什么?我一点也看不懂。你为什么只有一个答案?你难道不知道我有三只金碗吗?”

这个外国人说:

“这个算式中的x代表碗里的珍珠数,a代表您给儿子珍珠数占碗里珍珠数的几分之几,b代表您给女儿的珍珠数,c代表剩下的珍珠数。

“如果您不信的话,可以用具体数字代一代看看是否正确,国王陛下,我的算法充分体现了代数的特点,是最简单、最明确的算法。利用我的算法,即使您有100只金碗,100个儿子,100个女儿,也同样可以算出珍珠数来。”

国王听完,亲自带入数字进行计算。

用x代表第一只碗里珍珠的数目,应给大儿子一半,a应该是½;b代表给大女儿的数目,应该是4;c代表剩下的38颗珍珠。

代入算式x=(b+c)/(1-a),得

x=84.

国王点点头说:“对,是84颗。”接着国王又把a=⅓,b=6,c=12,代入算式,得x=27.

国王又算出第三只金碗中珍珠的数目也完全正确。国王给第三个外国人奖赏最多,其次是第二个外国人,用算术方法解算的外国人得到的奖赏最少。国王笑着说:“我这是按解算方法好不好来发奖的,你们不会有意见吧?”

文章来源:《数学大世界之代数的威力》,作者:李毓佩,1938年生于山东,首都师范大学数学系教授。著名科普作家。

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