经典数学问题——农妇卖蛋

农妇卖蛋是数学领域中的经典问题,讲的是一个农妇去市场上卖鸡蛋,第一次卖了全部鸡蛋的一半又半个;第二次卖了剩下鸡蛋的一半又半个;第三次卖去前两次所剩下鸡蛋的一半又半个,最后又卖去所剩下鸡蛋的一半又半个,这时鸡蛋恰好卖完。问原来有鸡蛋多少个?

这样一个看起来并不复杂的问题,吸引了许多数学家前来“开脑洞”。在不断的推导演化过程中,瑞士著名数学家欧拉对这个问题给出了一个别具一格的解法:设第三次卖完后所剩(第四次卖去)的鸡蛋为1+0.5,第三次卖去的鸡蛋为(1+0.5)×2=3,第二次卖完后所剩鸡蛋数应为:(3+0.5)×2=7,因此,农妇原有鸡蛋数为:(7+0.5)×2=15。

看到这个解题思路大家是不是震惊到了,面对如此复杂的问题,如果利用正向的解题思路,有时根本难以入手,但欧拉用逆向思维就轻松找到了破解这道题的简单方法。

同样是农妇卖蛋,欧拉还曾提出过一个同样经典的问题:两个农妇共带了100个鸡蛋到市场上去卖,两个人的鸡蛋不一样多,但卖的钱却相同。其中一个农妇说:“如果你的鸡蛋换给我。我可以卖15个铜板”。另一个妇人说:“如果你的鸡蛋换给我,我只能卖6(2/3)个铜板,问这两个农妇各有多少个鸡蛋?

这个问题利用一元二次方程来解非常简单。

设第一个农妇有X个鸡蛋,第二个就有100-X个,它们都卖Y个铜板,那么第一个农妇每个鸡蛋卖Y/X个铜板,第二个农妇每个鸡蛋卖Y/(100-X)个铜板,所以我们可以列出如下公式:

一元二次方程的原理很简单,对于任意形如ax²+bx+c=0的方程,只要把方程左边化为(x-x1)(x-x2)=0的形式,x1和x2就是两个根,也就是我们要求得的结果。

但如果按照欧拉的逆向思维,该怎么解呢?

我们假设第二个农妇的鸡蛋数目是第一个农妇的k倍,因为她们所得的钱数相等,所以第一个农妇鸡蛋的价格是第二个农妇鸡蛋价格的k倍。如果在卖蛋前把她们两人的鸡蛋交换了,那么第一个农妇的鸡蛋数与卖价都是第二个农妇的k倍,也就是第一个农妇所得钱数应该是第二个农妇的k²倍。故

于是,只要把100个鸡蛋按2:3分给两个农妇就行了。因而,第一个农妇有40个鸡蛋,第二个农妇有60个鸡蛋。

除了巧解农妇卖蛋,欧拉还推广并发明了一系列对人类影响深远的符号——圆周率的符号π、函数符号f(x)、以及三角学符号sin、cos、tan等。可以说,我们高中用到的一大半数学符号,还有我们学习到的指数函数、三角函数等,都和欧拉有关。

逆向思维,会让人然开朗,如果大家都能学会这种逆向思维,将会为学习和生活带来很多积极的影响哦。