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第3章 题目 (2)

美国南北战争时北军总司令、美国第18任总统格兰特在路上相中了一匹马。马的主人是一位聪明的德国人,当得知格兰特是美国总统后,以半价把马卖给了他。

马是浅色的,格兰特很喜爱它,并给马取名为“小屠夫”。几年之后,华尔街出现动乱,格兰特家族发生了严重的经济问题,他万不得已以493.68美元的价格把“小屠夫”和它的伙伴一起卖了。格兰特对这个价格非常不满意,朋友就劝慰他:“你在小屠夫身上赚了12%,在另外一匹马上亏了10%,加起来你还是赚了2%。”格兰特说:“也许是应该像你这样计算。”不过从他深有含义的笑容可以看出,他不像是在开玩笑,这个答案显然是经过深思熟虑的。

你看,如果格兰特在一匹马上亏了10%,在另一匹上赚了12%,加起来赚了2%。那么每一匹马的价格是多少?

25.金砖问题

这道趣题是讲一个人在买金砖时很容易被骗。有些事情的实质和外表状况有很大区别的。有次我们在旅馆碰到了一个陌生人,他在卖一块金砖,形状和图上的一样。金砖的每条边有24厘米,分成24个部分,假设中间有虚线相连,金砖就可以分成24×24=576个小方块。现在我们就要买入这576小块金砖。你注意中间A点到B点之间的斜线了吗?我们沿斜线剪开,把右边的部分向上推一格,再把A点凸出的小三角形减下来填补到B点上的缺口。看一看现在的小方块数目是不是有变化?换句话说,现在的数目是否是23×25=575个了?

26.印度花

上图是著名的印度花问题。僧人将种子搁在帽子里,很快,帽子里就长出了一朵美丽的花,然后,他会叫你用这七张纸片拼成一个十字架。

你知道它的拼法吗?

27.烙饼问题

按图上的直线把烙饼切六刀,最后可以得到多少块?

28.日本水雷阵

上图是日本军队在阿瑟港布下的水雷阵。一艘军舰要从左面最下方到达左面最上方,并且只能转弯一次。现在需要从底线开始画一条直线,画到中间某个地方停下,再从这个地方开始画另一条直线,连接到图的左上角。请问,怎样才能通过地雷阵而又不碰到这28枚水雷呢?

29.疲惫的威利和蒂姆

威利和蒂姆分别居住在快乐镇和幸福镇,他们同时想换个环境。于是,两人分别前往对方的镇。

两人很快在路上碰上了,碰面的地方距快乐镇有10公里,他们相互招呼之后又各自上路了。但是他们发现,在这两个镇都很难重新就业,威利认为幸福镇的人见钱眼开,蒂姆认为快乐镇的人不好共处,在别人的提议下,两人开始返回自己原来的住处。两人即刻按原路返回,并又在路上碰上了,碰面的地方距幸福镇有12公里。

如果两人是同时出发,并且始终保持匀速,请问,快乐镇和幸福镇之间的距离是多少?

30.猪圈问题

经常有人问我是如何设计出那么多智力趣题的,是灵光一现、计上心来还是长时间费尽脑汁的结果?我通常这样回答:“和其他发明创造一样,都是两者共同作用的结果。”当然,题目的框架往往来自一个偶然的机会。我讲—个故事来说明这一点。

一天,我骑车到郊外出游,遇到了一位性情温和的爱尔兰人。他的苹果园和清明的泉水,使得那小小的棚屋成了疲劳的自行车“朝圣者”的一个真正“麦加圣地”。主人独具个性,说起俏皮话来舌头不打卷,谁都要自叹不如,我们中间很少有人比他聪明。我对他道,我同他或许很有缘分,原因是大家都要依靠pen(英语双关词,表示笔和猪圈)来谋生。这时他非常严肃地问我:“你知道为什么爱尔兰人总爱在自己住房的窗下建猪圈?”在我列出了各种各样的解释之后,他神秘兮兮地向我低声耳语(但是这种声音在一二公里以外还能听到)道:“造在那里的目的是要把猪圈住呗!”他不许我把这个理由转告其他人,以免被别人嘲笑。在回家途中,当大家想起爱尔兰人的这个“机密”时,不止一人从自行车上笑翻在地。

所发生的这一切给了我灵感,设计出了下面的趣题,若是这位爱尔兰人有21头猪,他想把它们圈在一个矩形的猪圈中,并想在这猪圈内用篱笆隔成4个猪圈,使每个猪圈里都有着偶数对猪再加上一头猪。你知道这种猪圈应该如何建?

31.秃鹰湾打野鸭子趣题

秃鹰湾周围的居民对这个题目很熟悉。打野鸭子是这里人的主要活动之一。然而,猎人们在打野鸭子的过程中会遇上很多的难题,每个难题都需要认真思考,趣题爱好者们一定比我更熟知这些题目。这里先提一道符合我风格的简单题目。

题目是这样的,能够一枪打下多只野鸭子肯定是需要高超技艺的,要做到这一点就必须把几只野鸭子排在一条线上。我观察,野鸭子常常成两列飞行,每一列有一只野鸭子负责,就像图上画的一样,可以看出,有四只野鸭子的线共有3条。现在,我瞄准射击就可以一枪打下来。我可以很快打下一只,或者两只也有可能。但是,我想要么一下子打四只,要么一只也不打,这让我有了下面有趣的发现。随着烟雾散去,我睁开眼睛,发现有四只野鸭子的线有5条,而且只有极少的几只改变了位置。

上图有十只野鸭子,有四只鸭子的线3条,这时,要改变几只野鸭子的位置,让上图有四只野鸭子的线达到5条,那么至少要改变几只野鸭的位置,要怎么改呢?

32.织棉被问题

“好心人”组织的11位成员用织棉被表达他们的爱心。每位成员捐出一块至少含有一个方块的棉布片,每块棉布片都是正方形。将这些棉布块拼凑在一起,且尽量让每块都要被使用到,如果谁的棉布块没用到,那么她就将退出组织,因此就需要仔细想想如何把所有大小不一的布块拼凑起来组成一块大棉被。这个组织的组成人数将最终取决于大棉布中的小正方形的数量。请问,怎样将上图中的棉被分成11块正方形?要求每个小正方形至少含有一个格子。

33.卖苹果的损失

这个问题也称作“果园管理问题”,大约在半个世纪前的伦敦广为流传,甚至英国的一些数学家也解答不了。

“果园管理问题”是这样的,两名女子在市场上卖苹果,其中一位叫史密斯的女士要马上离开,于是,她请琼斯女士帮她把苹果卖掉。两人的苹果同样多,但是琼斯的苹果个头大一些,1分钱卖两个,而史密斯的苹果1分钱卖三个。接受了史密斯的委托后,琼斯女士希望能更公平一些,于是她将两人的苹果合在了一起,2分钱卖五个。

过了一天,史密斯女士回来时,苹果已经全部卖完了,但是,她们分钱的时候发现少了7分钱。正是这个苹果问题让数学家们迷惑了很长一段时间。

假如她们平均分配卖苹果的收入,一人一半,那么,琼斯在这次不愉快的合作中损失了多少呢?

34.摆杯子游戏

这道趣题供各位在茶余饭后娱乐之用。

题目需要8个酒杯,其中4个是空杯子,4个装了一些酒(如上图),拿起相邻的两个杯子,拿四次,变换杯子的位置,最后令空杯子和有酒的杯子交替排列。表演者娴熟的技术和敏捷的动作是这个游戏的关键。必须迅速移动,一点也不能犹豫,不然观众一看就知道了。

35.猴子爬滑轮问题

这道力学题看起来很容易,但据称连刘易斯·卡罗尔回答起来也很吃力。至于这道怪题是否由这位因《爱丽丝漫游仙境》而闻名的牛津大学数学专家提出来的,就不甚清楚了。

他在最近的一篇文章中提出了下面这个问题:一个光滑的滑轮上有一根绳子,一端挂着一只10磅重的砝码,另一端吊着一只猴子,猴子和砝码正好让滑轮保持平衡。如果猴子沿绳子向上爬时,砝码会动吗?会怎样动呢?

卡罗尔在文章里这样写道:“很奇怪,许多出色的数学家的答案都不相同,普赖斯认为砝码将向上升,而且速度会越来越快。”

克利夫顿,还有哈考特认为:“砝码和猴子会以相同的速度上升。”

而桑普森却说:“砝码将会下降!”

一位优秀的机械工程师的答案是:”猴子往绳子上爬和苍蝇在绳子上爬的效果没有任何区别。”

还有科学家认为砝码的上升或下降将取决于猴子吃苹果速度的倒数,而且还要从中求出猴子尾巴的平方根。

严格地说,这道题目非常有意思,值得仔细推敲。它很能说明数学趣题与力学问题之间的紧密关联。读者要知道,任何趣题研究都着眼于物理学原理或者哲学原理。

36.复活节十字架问题

怎样剪裁上图中的希腊十字架,才能使剪出来的三部分拼成一个长方形。要求长方形的长是宽的两倍。

这道题和下面这道题恰巧相反:把长方形剪开,拼凑成一个希腊十字架。不过后者给出了拼接的角,比前者要容易一些。

37.十字图

将十字图剪裁成四个部分,然后拼成一个正方形。

38.牧场问题

荷兰人汉斯遇见一个挤奶女工。汉斯带着一只羊和一只鹅,挤奶女工看见汉斯朝她走来吓得尖叫起来。

汉斯问:“你怕什么?”

挤奶女工:“我怕你吻我。”

汉斯:“我身边带着羊,还有一纸鹅,怎么吻你?”

挤奶女工:”那你为什么不能丢下手杖,把羊拴在树上,把鹅罩在我的桶下面呢?”

汉斯:“我担心你的奶牛会攻击我。”

挤奶女工:“我的笨奶牛不会攻击任何人的,为什么不将你的羊和鹅放在我的牧场上养着呢?”

好了,故事就讲到此吧,到这儿问题就出来了。在接下来的对话里,两人发现,羊和鹅的食量和一头奶牛的食量一样。如果牧场可以养活一头奶牛和一只羊45天,养活一头奶牛和一只鹅60天,养活一只羊和一只鹅90天。请问,能养活一头奶牛、一只羊和一只鹅多少天?

39.项链问题

一位女士买了图中的12条链子,她想把它们串成一条100个环的项链。珠宝商说打开一个小环并接好需要15美分,打开一个大环并连接好需要20美分。那么最少要花多少钱才能接好这条项链呢?

40.聪明的报童

一位女士在花店买了一束售价34美分的花。她有一张1美元、一张3美分和一张2美分的钞票,而店主只有两枚硬币,不能找赎这位女士零钱。正不知如何是好,花店里进来一个机灵的报童,他有两张10美分,一张5美分,一张2美分和一张1美分的钞票,小男孩用他的聪明才智解决了难题,最终,三人都拿着应得的钱。你想一想怎么解决这个问题?

41.爬山问题

一位脚有残疾的小商贩说,他爬山的速度是1.5公里/小时,下山的速度是4.5公里/小时。他爬一座小山来回共用了6个小时。请问,你知道山脚离山顶距离是多少?

42.砖头的重量问题

如图所示,天平的两端正好保持平衡,左边是一块砖头,右边是3/4块砖头和3/4公斤重的砝码。想想,一块砖头的重量是多少?

43.赌马问题

两个小伙子带着相同数额的钱,打算在赛马中采用罗斯林勋爵赌博法,即把赌注押在最劣的马身上,而且押下的赌金等于赌博公司开出的这匹马对1美元的赔率。吉姆把赌注押在劣马科希努尔身上,赌它能赢得第一,而杰克则认为它可得第二,于是他们根据不同的赔率押下了不同的赌注,尽管这两笔赌注相加起来用去了他们所带赌金之和的一半。结果,他们竟然都赢了。赢了钱后,吉姆身上的钱现在是杰克的两倍了。如果必须是以整数美元作为投注,那么他们各赢了多少钱?

44.拼正方形问题

有这样一个经典趣题。一名在船上干活的木匠需要补一个正方形的洞,他把一块9×16的木板锯成两块,拼成一个正方形。木匠的故事给了我创造趣题很大的启发。我发现,任何长宽比例的长方形都可以通过以下程序拼凑出一个正方形来。从底部开始把矩形划分成若干个方格,顶边空出一格,这样宽就比高长一些,沿粗线将两块板锯开后,两片木板恰好能够拼接。解决木匠拼正方形问题时我们已知,必须将底边分隔成小方格,长比高多一个方格,然后向上移动一个,就能够再拼成一个完美的正方形。

如左下图所示,我们将长方形的长和宽相加,得到的长度就是AB的长度,取中点C,以CB为半径画出半圆AB,ED的长度就是拼接后的正方形的边长,因此,我们将长方形的宽分成5个小方格,在底边留出一个空格,再顺中间的粗线锯开后,向上挪一格,就会得到正方形了。趣题爱好者们,运用此方法,你是不是可以将图中的两块木板拼成两个正方形木板呢?

45.救济款问题

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