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时间:2019-03-02
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1、百鸟图的题画诗 北宋著名的文学家苏轼,不仅诗词写得精彩,而且还是绘画的高手。有一次,他画了一幅《百鸟归巢图》,广东一位名叫伦文叙的状元,在他的画上题了一首诗:归来一只又一只,三四五六七八只,凤凰何少鸟何多,啄尽人间千石食。 画题既名“百鸟”,而题画诗中却不见“百”字的踪影。诗人开始好像只是在漫不经心地数数:一只、又一只,三、四、五、六、七、八只,数到第八只,诗人再也不耐烦了,突然感慨横生,笔锋一转,大发了一通议论。 诗人借题发挥,辛辣地讽刺了官场之中廉洁奉公、洁身自好的“凤凰”太少,而贪污腐化的“
2、害鸟”则太多,他们巧取豪夺,把老百姓赖以活命的千石、万石粮食侵吞殆尽,使得民不聊生。 究竟苏轼的画中确有100只鸟,还是只有8只鸟呢?请你动动脑筋,先把题画诗中出现的数字,按次序写成一行:11345678 然后再在数与数之间加上适当的运算符号,便得到一个算式,运算的结果恰好等于100。1+1+3×4+5×6+7×8 原来诗人是把100巧妙地分成了两个1,三个4,五个6和七个8之和,含而不露地落实了“百鸟图”中的“百”字,可谓匠心独运。 歌剧《刘三姐》中有一段精彩的情节,描写刘三姐与三位秀才对歌。
3、双方用唱山歌的方式互相问难。三位秀才自恃有“学问”,在对歌中给刘三姐出了一道难道: 罗秀才:小小麻雀莫逞能,三百条狗四下分。 一少三多要单数,看你怎样分得清。 刘三姐:九十九条打猎去,九十九条看羊来。 九十九条守门口,还剩三条狗奴才。 刘三姐毫不费力地把300分成了4个奇数之和:300=99+99+99+3 “三条狗奴才”暗指陶、李、罗三位助桀为虐的秀才。对歌中显出了刘三姐的机智与幽默,唱出了她对秀才们的鄙视和嘲弄。4/4 在伦文叙的题画诗和刘三姐的歌词中,都把一个正整数分成了若干个正整数
4、之和。像这样把一个正整数分成若干个正整数之和的方法,在数论中称为整数的分拆。整数分拆是一个非常活跃的数学分支,它涉及很多艰深的数学理论。 即以把300分成4个奇数之和为例,刘三姐只给出了一种答案(300=99+99+99+3),现在要问: 把300分成4个奇数之和,有多少种不同的方式? 在回答这个问题之前,先要作一些必要的说明。当4个加数完全相同而仅仅次序不同时,例如:300=99+99+99+3 与300=99+99+3+99 是算两种分拆方式,还是只算一种分拆方式。如果算两种,称为“计及次
5、序的分拆”;如果只算一种,则称为“不计次序的分拆”。 按照刘三姐歌词中的唱法,300=99+99+99+3与300=99+99+3+99应该是有区别的。前者是有“3条狗奴才”,后者则应该是有“99条狗奴才”。所以,这是一个计及次序的分拆。 现在,我们把它抽象为一个数学问题: 把300分成有次序的4个奇数之和,有多少种不同的方式? 下面我们介绍这个问题的两种解法。 首先,我们可以这样来考虑:把300个小圆圈排成一行,并且两个两个连成一个环,共得150个环: 在环与环之间的任一个空隙处画一条分界
6、线,就把300分成了两个偶数之和。如图所示,分界线画在第4环与第5环的空隙处,就把300分成了8与292之和: 现在再把分界线两边的环各切开一个,如图所示: 这样就把300分成了4个有次序的奇数之和:300=3+5+285+7 当分界线画在第4个空隙的时候,左边有4节环,可以有4种不同方式切开其中的一个环;分界线的右边有150-4=146个环,有146种不同方式切开其中的某一环。因此,根据乘法原理,共有4×146种不同的方式把300分成4个奇数之和。4/4 可画分界线的空隙共有149个,同理可知
7、: 分界线画在第1个空隙时,有1×149种方式把300分成4个奇数之和; 分界线画在第2个空隙时,有2×148种方式把300分成4个奇数之和; …… 分界线画在第149个空隙时,有149×1种方式把300分成4个奇数之和。 所以,把300分成4个有次序的奇数之和的方式总数有 1×149+2×148+3×147+…+148×2+149×1 =(150-1)×1+(150-2)×2+(150-3)×3+…+(150-149)×149 =(150×1-12)+(150×2-22)+(150×
8、3-32)+…+(150×149-1492) =150(1+2+…+149)-(12+22+…+1492) =1676250-1113775 =562475。 这个问题也可以这样来计算: 在两条短线之间画151个小圆圈,按次序排成一线: |○○○…○○○|(共151个圆圈) 在这151个小圆圈中任意选3个,把它们变成3条短线,就把剩下的148个小圆圈分成了4部分,分别夹在两条短线之间(有的两条短线之间可能没有小圆圈),例如
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