在中小學數學中,圖形是一個很有好處的解題工具。好多問題我們單純地看文字,就會覺得很茫然。這時,一旦你畫了圖形,標上所需要的數據,各種數量關係就會很明確地展現出來,問題也就會迎刃而解。
故事一,歐拉的羊圈
歐拉是數學史上著名的數學家,他在數論、幾何學、天文數學、微積分等好幾個數學的分支領域中都取得了出色的成就。不過,這個大數學家在孩提時代卻一點也不討老師的喜歡,他是一個被學校除了名的小學生。回家後無事,他就幫助爸爸放羊,成了一個牧童。他一麵放羊,一麵讀書,尤其喜歡和數學有關的書。
爸爸的羊群漸漸增多了,達到了100隻。原來的羊圈有點小了,爸爸決定建造一個新的羊圈。他用尺量出了一塊長方形的土地,長40米,寬15米,他一算,麵積正好是600平方米,平均每一頭羊占地6平方米。正打算動工的時候,他發現他的材料隻夠圍100米的籬笆,不夠用。若要圍成長40米,寬15米的羊圈,其周長將是110米(15+15+40+40=110)父親感到很為難:若要按原計劃建造,就要再添10米長的材料;要是縮小麵積,每頭羊的麵積就會小於6平方米。
小歐拉卻向父親說,他有辦法不用縮小羊圈,也不用擔心每頭羊的領地會小於原來計劃的麵積。父親不相信小歐拉會有辦法,聽了沒有理他。小歐拉急了,大聲說,隻有稍稍移動一下羊圈的樁子就行了。父親聽了直搖頭,心想:世界上哪有這樣便宜的事情?但是,小歐拉卻堅持說,他一定能兩全其美。父親終於同意讓兒子試試看。
小歐拉見父親同意了,站起身來,跑到準備動工的羊圈旁。他以一個木樁為中心,將原來的40米邊長截短,縮短到25米。父親著急了,說:“那怎麽成呢?那怎麽成呢?這個羊圈太小了,太小了。”小歐拉也不回答,跑到另一條邊上,將原來15米的邊長延長,又增加了10米,變成了25米。經這樣一改,原來計劃中的羊圈變成了一個25米邊長的正方形。然後,小歐拉很自信地對爸爸說:“現在,籬笆也夠了,麵積也夠了。”
父親照著小歐拉設計的羊圈紮上了籬笆,100米長的籬笆真的夠了,不多不少,全部用光。麵積也足夠了,而且還稍稍大了一些。父親心裏感到非常高興:孩子比自己聰明,真會動腦筋,將來一定大有出息。
同時父親感到,讓這麽聰明的孩子放羊實在是可惜了。後來,他想辦法讓小歐拉認識了大數學家伯努利。通過這位數學家的推薦,1720年,小歐拉成了巴塞爾大學的大學生。這一年,小歐拉13歲,是這所大學最年輕的大學生。
故事二,種樹時的行列問題
1.24棵樹分20行栽,每行栽3棵,怎麽栽?
解析:把樹用A代替,用圖表現出來:
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8
豎著看8行,每行3棵。斜著A1B2C3、A2B3C4……6行,每行3棵。斜著C1B2A3、C2B3A4……6行,每行3棵。共20行每行3棵。
2.七棵樹,擺六行每行3棵,怎麽擺?
A1 A2 A3
A4
A5 A6 A7
解析:正三角行每條邊上三棵,正中間再放一棵。
在邏輯思考過程中有這樣一些問題,所涉及或所列出的事物情況比較多,而且又具有一定的表列特征,這時候如果我們把它轉化成一個直觀易讀的圖形或者表格,就會非常迅速地找到答案。圖表會給我們指出一些邏輯關係鏈,它們限製了選擇的可能性,使得我們需要考慮的情況得到極大的簡化。假如不利用圖表的幫助,單憑想像,則往往容易產生混亂,難於理清頭緒。
除了用圖表來展現我們看到的問題以外,有時候我們還需要研究題目中的圖表。這時,看出圖像的本質就很重要了。有一種常見的方式剝出圖像的本質,那就是染色。所謂染色,就是將研究對象按照一定的要求塗上顏色來解決問題。實質上,染色就是利用圖形和顏色來進行分類,從而更加直觀地顯現出問題的本質。
【智商接力】一艘裝了很多貨物的船順水而下,當通過一座小橋時,發現貨物裝得太多了,比小橋的橋洞高出2厘米,無法通過。船長想了想,最終讓船既沒有卸掉貨物,又順利通過了。他想的什麽主意呢?(在船上加些石塊,使船沉下了幾厘米。)
【猶太人的智慧】猶太經商法公理之二:瞄準嘴巴。這是庸俗的凡人也可以做的生意。按照猶太人的說法,所謂“嘴巴”生意,是同吃有關的生意。猶太人主張經營飯店、蔬菜店、魚店、酒店、雜貨店、米店、點心鋪及水果店等,因為做這些生意一定會賺錢。