數(shù)學(xué)中有許多新奇、巧妙而又神秘的東西吸引著人們,這是數(shù)學(xué)的趣味、魅力所在。伽利略曾說過:“數(shù)學(xué)是上帝用來書寫宇宙的文字?!边h(yuǎn)在古代人們就對“數(shù)”產(chǎn)生了某種神秘感,畢達(dá)哥拉斯甚至說:數(shù)統(tǒng)治著世界。數(shù)的許多頗具神奇、令人嘆賞的性質(zhì),往往使人們感慨不已。 1.神奇的等式 圖1~圖5展示了數(shù)學(xué)之美! 圖1 圖2 圖3 圖4 圖5 2.神奇的分?jǐn)?shù) 小數(shù)點(diǎn)后面是01,02,…09,10,11,…20,21,… 小數(shù)點(diǎn)后面兩位兩位斷開后,得到的正好是斐波那契數(shù)列:1,1,2,5,8,13,21,… 像圖6那樣把這18個循環(huán)節(jié)排成一個18×18的數(shù)字陣,剛好構(gòu)成一個幻方——每行、每列和對角線上的數(shù)字之和均為81(嚴(yán)格地說它不是幻方,因?yàn)榉疥囍杏邢嗤臄?shù)字)。 圖6 3.賈憲三角 (1)如圖7,把賈憲三角中的奇數(shù)和偶數(shù)用不同的顏色區(qū)分開來,得到的正好是形如圖8所示的分形(謝爾賓斯基三角形)。 圖7 圖8 (2)賈憲三角中藏著斐波那契數(shù)列。 如圖9,把斐波那契數(shù)列左對齊,按如圖所示的斜線求和,就可得到斐波那契數(shù)列: 1,1,2,3,5,8,… 圖9 4.神奇的三階幻方 任意一個三階幻方都滿足:各行所組成的三位數(shù)的平方和,等于各行逆序所組成的三位數(shù)的平方和。 ![]() ![]() 圖10 5.神奇的0.618… 0.618…被達(dá)·芬奇譽(yù)為“黃金數(shù)”,它廣泛存在于建筑、藝術(shù)作品和大自然中。有人說:美是算出來的!數(shù)學(xué)不好就不要搞藝術(shù)。 (1)0.618…與斐波那契數(shù)列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,… 斐波那契數(shù)列前后兩項(xiàng)之比,越來越接近黃金比值0.618…。 ![]() (2)0.618…與維拉斯雕像(如圖11)。 ![]() 圖11 (3)0.618…與《蒙娜麗莎的微笑》(如圖12)。 ![]() 圖12 (4)0.618…與“蘋果”(如圖13)。 ![]() 圖13 (5)0.618…與“小康型購物公式”。 有人提出過一個“小康型購物公式”: 小康型消費(fèi)價格=0.618×(高檔消費(fèi)價格-低檔消費(fèi)價格)+低檔消費(fèi)價格。 它的圖示如圖14所示。 ![]() 圖14 也就是說:你在選購商品時,根據(jù)自己的財(cái)力狀況,若認(rèn)為高檔價格過于昂貴,而低檔價格的商品款式、性能等又不盡如人意,那么你可以選購價格為上面公式所給的檔次的商品——它的價格中等偏上,堪稱“小康”水準(zhǔn)。 6.神奇的π ![]() (1)π的展開值中第60~69位的數(shù)字4592307816,恰好是0~9這十個數(shù)字。π的展開值中連續(xù)出現(xiàn)0~9這十個數(shù)字的概率為0.00036288… (2)π計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后第710100位時,連續(xù)出現(xiàn)七個3。 (3)π的前兩位數(shù)字31、前六位數(shù)字314159組成的數(shù)是兩個回文質(zhì)數(shù)。 (4)π的小數(shù)點(diǎn)后三位141,數(shù)字和=6=1+2+3;后七位1415926,數(shù)字和=28=1+2+3+4+5+6+7。 ![]() (7)用π的第n位數(shù)字去代替圖15左圖中的n,會得到一張圖15右圖所示的有趣的數(shù)表——各行、各列數(shù)字之和分別是5個相同的數(shù)。 ![]() 圖15 7.數(shù)字黑洞 (1)任選一個四位數(shù)(數(shù)字不能全相同),把所有數(shù)字從大到小排列,再把所有數(shù)字從小到大排列,用前者減去后者得到一個新的數(shù)。重復(fù)對新得到的數(shù)進(jìn)行上述操作,7步以內(nèi)必然會得到6174。例如,選擇8080: 8800-0088=8712 8712-1278=7443 7443-3447=3996 9963-3699=6264 6642-2466=4176 7641-1467=6174 (6174這個“黑洞”叫卡布列克常數(shù)) 任選一個三位數(shù),會出現(xiàn)“黑洞”495。 (2)任寫一個正整數(shù),比如1995624,將其各位數(shù)字中的偶數(shù)個數(shù)、奇數(shù)個數(shù)及該數(shù)的位數(shù)分別記下,即(3,4,7),然后將這三個數(shù)按其順序并列一起組成一個新的數(shù)347(它不一定是3位,有可能是4位或4位以上)。這個新數(shù)各位數(shù)字中偶數(shù)個數(shù)、奇數(shù)個數(shù)及該數(shù)的位數(shù)分別是(1,2,3),再用它們組成新的數(shù)123。接下去重復(fù)上面的運(yùn)算,組成的新數(shù)仍是123。即任取一個正整數(shù),按照上面的運(yùn)算,經(jīng)過有限步驟之后,結(jié)果必將落入123的“黑洞”。 8.“二八法則” (參見“吳振奎,吳旻.數(shù)學(xué)中的美[M].上海教育出版社,2006:15.”) ![]() 空氣中氮與氧之比為78:22;人的十個指頭中利用率最高的只有兩個指頭:拇指和食指;人的身體成分中水分與其他物質(zhì)比約為78:22;地球表面的水陸之比約為78:22。 1897年意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家帕勒托據(jù)此法則曾提出一個近視原理:事物瑣碎的多數(shù)與重要的少數(shù)比適合80:20。其意義在于:在任何特定的群體中,重要的因子(個體)通常只占少數(shù),而不重要的因子(個體)則往往占多數(shù)。有人作過統(tǒng)計(jì):商店里20%的顧客占據(jù)了商店80%的銷售額;字(詞)典中有20%的單詞最常用。 有人曾斷言:“二八法則”是社會進(jìn)步和生活提高的秘密武器,它影響著整個世界。
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