魔幻迷题

来源:互联网发布时间:2009-10-18

  自然数是一个蕴藏无限奥秘的海洋, 它既有音乐数、魔术数、奇异数之类各具`个性'的成员, 也能通力合作联手并肩, 排成奇妙的数阵、幻方.更加奇特的是, 数学还能以它自身的力量, 形成种种迷人的魔幻.

  魔幻迷题便是用数学知识表演的魔术, 它以数学知识为外衣, 引诱人们一步步坠入迷宫, 使一个个`不可能'成为`事实'.尽管十分怪异, 却又无法否认.

  它能证明: 1=2, 2=3=8.甚至证明: 任何数加上1 后还得任何数.它还证明: 梯形上底=下底;大圆周=小圆周.

  其实, 2 就是2, 3 就是3, 2 与3 绝不相等.使2 变成3, 是在演化的过程中掺了假! 掺假的方法很隐秘, 很巧妙, 只有对数学的公式、定律、性质非常熟悉的人, 并且十分精细地观察每一步的演化依据, 才能及时发现其中破绽.

  数字魔幻的演化过程, 常常利用`0 的特性'迷惑他人, 故意把特殊性与一般性糅合一起, 使粗心大意者在不知不觉中, 按照表演者的思路, 误入迷途.

  数的魔幻反映在形体上, 就是形的魔幻.

  形的魔幻, 有的利用人们的视觉错误, 用具体物体证明不可能的存在, 如: 10=9, 50=48=49……, 有的故意将图画错, 而后将错就错, 按照错误的根据进行证明, 从而得出令人意外的结论.有的利用诡辩, 偷梁换柱, 把他人的思路引入歧途, 最终令人昏头转向, 真假难辨;有的看似不可能, 却是真实的存在, 它利用高深的知识(如拓扑学)使问题获解.只是暂时我们还不能理解罢了.

  形的魔幻是看得见摸得着的具体事物, 与数的魔幻相比, 更加有趣, 更加奇妙迷人!

  魔幻迷题令人信服地表明:

  数学, 的的确确是一门极富魅力十分有趣而又引人入迷的学科, 它的威力大到能使`不可能'成为`事实'.

  2=8

  设有一方程为:

  2x-4=8x-16

  将此方程变化为:

  2(x-2)=8(x-2)

  将等式两边同除以(x-2), 即得:

  2=8

  这也是个荒唐的结果.

  但是, 它的证明方法错在何处呢?

  解: 上述证明过程又是在等式两边除以同一个(x-2).那么, 其中的x是多少呢? 从方程2x-4=8x-16 可以求出x 的值.

  即:

  2x-4=8x-16

  8x-2=16-4

  6x=12

  x=2

  x=2, 则x-2=2-2=0, 原来又是0 在作怪! 在等式两边同除以(x-2), 也即用0 去除等式的两端, 问题就出在这里.

  8=7

  表演者拿出一张纸, 纸上画着8 个孩子在跳舞:

  表演者又在纸上画了两条线, 将纸剪成了三块, 并一块一块的展示给观众.

  接着, 表演者又把三块纸重新拼合起来.

  众人再一看, 图上原来明明是8 个演员, 现在却只有7 个了!

  表演者说: `这个事实, 说明8 与7 也是相等的.'

  人们奇怪: 为什么失踪了一个演员呢?

  解: 这题的关健是所画的两条线, 剪开后再重新拼合, 有一位演员身体重叠了, 本来是两个人合成了一个人, 因而8 变成了7!

  世界短跑冠军`追不上'乌龟

  美国的刘易斯是世界短跑冠军, 他的百米成绩是9 秒92, 可以说, 其快如风.而乌龟, 就是在动物中运动速度也是较慢的, 它靠四个脚爬行.慢慢悠悠, 老半天也爬不了几米.想当年, 它与小白兔赛跑, 要不是小白兔在树荫下睡了一觉, 无论如何它也得不到冠军呀!

  现在, 有人却要证明: 只要乌龟在前, 世界短跑冠军也永远追不上它.证明的过程是这样的:

  设: 乌龟在A 点向前爬, 刘易斯从O 点出发向前追.

  当刘易斯追到A 点时, 乌龟尽管速度很慢, 还是要前进一段距离的, 假定它到达了B 点.

  刘易斯继续追赶.

  当刘易斯到达B 点时, 乌龟仍然不会停在B 点, 假定到达了C 点, 仍是在刘易斯的前面.如此继续下去, 当刘易斯追到C 点时, 乌龟又到达了E 点.总之, 尽管他们间的距离越来越小, 尽管乌龟的速度很慢, 却总是在刘易斯的前面.也就是说, 刘易斯永远追不上乌龟!

  这可能吗?

  解: 短跑冠军怎么会追不上乌龟呢?

  错误的结论产生于用`有限'的方法去处理`无限'的问题了.

  假定长跑冠军的速度是10 米/秒.乌龟的速度是1 米/秒, 它们间的距离OA 若在9 米以内, 不需1 秒即可追上.若OA 在90 米以内, 不需10 秒也便追上了.

  同样, 我们也可以证明.

  设: OA=9 米, 刘易斯前进速度为10 米/秒, 乌龟爬行速度是1 米/秒.刘易斯用0.9 秒, 便跑到了A 点, 乌龟用同样的时间, 只跑了0.9 米(到达B 点);当刘易斯再用0.09 秒追到B 点, 乌龟用同样的时间, 又向前爬了0.09 米(到达了C 点)……

  刘易斯一段一段的追赶, 所用的总时间t 和所行的总距离s, 是:

  t=0.9+0.09+0.009+……

  s=9+0.9+0.09+……

  ∵0.9+0.09+0.009+……=0.999……=0.9=1

  ∴ 当t=1 秒

  s=10×(0.9+0.09+0.09+……)

  =10×1

  =10(米)

  而刘易斯与乌龟间的距离OB, 只有9.9 米(即原距离9 米, 加上1 秒钟内乌龟所行的0.9 米), 所以, 如果OA=9 米, 刘易斯只需1 秒钟, 便可追上乌龟了!

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