
妙用有理数知识 巧解数学趣题
四 川 省 南 江 县 长 赤 中 学 李 彬
四川省达县师范高等专科学校化学系2003级1班 李九旭 题目:桌上有35个茶杯,杯口全部朝上。若每次翻动8个茶杯(原来口朝上的翻成口朝下,口朝下的翻成口朝上),问能否经过若干次翻动,使杯口全部朝下?为什么?
初看这个有趣的问题,似乎与数学不沾边。我们肯定会想到亲自去试验一下,但操作起来难度非常大,即使经过几十次实验也不一定找得出答案。
尝试碰了壁,我们应该迅速反思。仔细想一想,注意杯口的方向,要么朝上,要么朝下,与具有相反意义的量有关。杯口向下翻动可想像为进行了一次运算,或者说改变了一次符号。于是我们可设法联系有理数的知识进行探究。
假如每只茶杯口朝上时,记为“+1”,口朝下时记为“-1”,那么桌上开始放的35个茶杯共35个“+1”,乘积仍是“+1”;而当35个茶杯口全部朝下时,共35个“-1”,它们的乘积为“-1”。按照题目的要求,每次要将8个茶杯进行翻动,使原来口朝上的变成口朝下,原来口朝下的变成口朝上,就是将这8个茶杯口都改变了方向,相当于将它们都乘以(-1),8个(-1)的积为是“+1”。因此,无论你将这些茶杯翻动多少次,乘积始终是“+1”,不可能为“-1”。所以,要将这些茶杯翻动使它们全部口朝下是不可能的!
一个数学难题,运用有理数的知识非常巧妙地解决了,说明有理数知识的重要性。当然,活用有理数知识解决实际问题比有理数知识本身更重要!
想一想:按题中的翻动规则
(1)如果是35个茶杯,每次翻动7个呢?
(2)如果是36个茶杯,每次翻动35个呢?
(3)如果有n个茶杯,每次翻动(n-1)个,结果又如何呢?
参考答案:(1)能将这35个茶杯翻动让其全部口朝下;
(2)能将这36个茶杯翻动让其全部口朝下。
(3)当n为偶数时,能将这些茶杯翻动全部口朝下;当n为奇数时,不可能将这些茶杯翻动全部口朝下。
此文已于2004-8-16发表在《中学生学习报.数学周刊》初一版第7期(总第85期)

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