林 革
湯姆是個(gè)愛(ài)動(dòng)腦筋的人,他擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)解題自在情理之中。不過(guò),要是跟他的鄰居瑪麗比起來(lái),恐怕還要稍遜一籌,因?yàn)楝旣惖乃季S更為敏捷和全面,甚至還會(huì)延伸思考,讓人不得不服,至少湯姆是這么認(rèn)為的。你要是不相信,那就看看前兩天發(fā)生在湯姆身上“拼圖”事件的經(jīng)過(guò)吧!
那一天,湯姆在陽(yáng)臺(tái)上翻閱一本名叫《令人意想不到》的趣味數(shù)學(xué)書,看到這樣一個(gè)問(wèn)題:你能用1~10這10個(gè)自然數(shù)組成5個(gè)不同的乘法算式,并使5個(gè)算式相加之和為121嗎?并請(qǐng)思考和總結(jié)這道題令人意想不到的地方。湯姆來(lái)了興致,放下書開(kāi)始躺在搖椅上動(dòng)起了腦筋,只一會(huì)兒,湯姆就蹦了起來(lái),在草稿紙上寫出了一個(gè)算式:1×6+2×10+3×9+4×7+5×8=121。
得到答案后,湯姆非常開(kāi)心,便躺在搖椅上伸起了懶腰,心想這個(gè)趣味算題沒(méi)多少難度嘛!可轉(zhuǎn)念一想問(wèn)題后面的那番話,他又覺(jué)得問(wèn)題并沒(méi)有結(jié)束,是不是還有什么玄機(jī)呢?湯姆開(kāi)始思考剛才得到的算式,當(dāng)他掃描到計(jì)算結(jié)果時(shí),突然發(fā)現(xiàn),121是個(gè)特殊的數(shù),它是11的平方,而11的平方表示的是邊長(zhǎng)為11的正方形面積。類似考慮的話,前面的5個(gè)乘法算式表示的是5個(gè)長(zhǎng)方形的面積,那么這個(gè)等式的幾何意義就是:用這5個(gè)長(zhǎng)方形可以拼成邊長(zhǎng)為11的正方形。接下來(lái)的問(wèn)題是:怎么拼圖呢?興奮不已的湯姆立即動(dòng)手試驗(yàn),果然很快就拼出了這樣的正方形(如圖1)。
湯姆非常得意,于是興沖沖來(lái)到瑪麗家要露一手??僧?dāng)他眉飛色舞準(zhǔn)備炫耀時(shí),瑪麗卻顯得有些不以為然:“這個(gè)問(wèn)題我也見(jiàn)過(guò),我得出的算式與你不同,是:1×9+2×8+3×6+4×7+5×10=121,而且我早已想到了拼圖的事,瞧,這是我拼成的正方形!”(如圖2)面對(duì)瑪麗不假思索給出的另一種答案和拼圖,湯姆目瞪口呆?,旣愑终f(shuō):“我經(jīng)過(guò)思考,確認(rèn)了仍然用這10個(gè)數(shù)組成5個(gè)乘法算式,相加之和還可以等于169,當(dāng)然也能用這5個(gè)長(zhǎng)方形拼成一個(gè)邊長(zhǎng)為13的正方形。你不妨試試?!?湯姆一時(shí)被難住了,于是他回到家中反復(fù)琢磨,終于得出了正確的結(jié)果。想知道湯姆的解答思路嗎?還是讓湯姆告訴你吧:
事實(shí)上,因?yàn)榍疤釛l件不變,所以我們只要把169與121進(jìn)行比較,可知需要在121的基礎(chǔ)上變化,使之結(jié)果再增加169-121=48即可。有了這個(gè)大致的范圍,容易想到先把上面瑪麗寫的算式中的第一個(gè)乘式中的9與第二個(gè)乘式中的2交換,則這兩個(gè)積的結(jié)果就增加了(1×2+9×8)-(1×9+2×8)=74-25=49,這比預(yù)計(jì)的48還多1,因此可以考慮變化后面的兩個(gè)乘式,使得到的結(jié)果比原先結(jié)果少1。不難看出,3×6+4×7表示的是6個(gè)3和7個(gè)4,只要調(diào)換6和7,那么得到的3×7+4×6表示的是7個(gè)3和6個(gè)4,剛好減少1,因此可以寫出符合要求的算式為:1×2+9×8+3×7+4×6+5×10=2+72+21+24+50=169。有了這個(gè)結(jié)果,再參考上面的兩個(gè)圖形,就不難拼出所求的正方形了(如圖3)。