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正方分割,一個看似很難的問題,其實用二元一次方程組就可解!
數學分割法是什麼
1936年,英國劍橋大學三一學院的四名學生塔特、斯通、布魯斯和史密斯,同時對以下的正方分割產生的興趣。正方分割是指:把正方形或者矩形分割成邊長不等的小正方形。當時人們已經知道,長33寬32的矩形能夠製作下圖的下方分割。
儘管四名學生研究的課題是一到的,但他們考慮的側重點各不相同。斯通從一開始就想證明:不可能對正方形進行正方分割。然而他沒能證明這一點,卻在探索中找到了另一個可以正方分割的矩形。
塔特等人則致力於研究正方形正方分割的理論,但他們都沒能找到可以正方分割的正方形。經過幾年的摸索和失敗,他們開始傾向於斯通的看法,即正方分割的正方形是不存在的。
但出乎意料的是:1939年,柏林的施帕拉格居然實實在在找到了一個能夠正方分割的正方形。他們很快改變了自已的研究策略,在理論的指導下,終於也找到了一個由39塊正方分割的正方形。他們的研究成果被的成功的運用到電子、化學、建築學、運籌學、通訊科學和計算機等多個學科領域,成為造福人類的有力工具。
那麼四名大學生當年是怎樣著手研究正方分割的呢?說起來也簡單:稱作一個矩形的正方分割草圖,然後用盡可能少的未知數,標出每個正方形的邊長,再寫出這些邊長應該滿足的關係式,然後解這個方程組。
例如:先初畫一個矩形草圖,標出圖中十萬相鄰的三個正方形邊長x,y,z,然後按照以下順序標出其餘小正方形的邊長x-y,2x+y,y-z,y-2z,y-3z,2y-5z,然後得到以下等量關係。
令z=1,就可以得到上述33X32的矩形正方分割。
當然按照此方法,同學們還可以不斷推匯出不出的正方分割。其實在數學中,有很多非常淺顯的數學知識,卻可以有巨大能量,可以解決很多看似不能解決的問題。透過這些問題的解決,還能激發同學們學習的興趣,對孩子的學習有巨大的幫助。
其實關於數學興趣的書,對家長而言是比較難挑選的,要麼太高深,根本看不下去。要麼太簡單,孩子沒有興趣。學霸數學小編長期致力於孩子在數學方面的學習,發現《給孩子的數學三書》非常好,貼近生活實際問題,可以非常好的激發孩子的學習興趣。
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