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完美的裁剪

本章的最后一个谜题也需要有绝妙的点子来解答。假设你想把一张正方形的纸裁剪成为9个相同的小正方形,即从左到右、从上到下各平均分成3份。于是正好用了4次裁剪就完成了任务,请见下图。

现在的问题是:用少于4次的直线剪裁是否也可以完成任务?纸张不允许被折叠和弯曲,但你可以将已裁剪好的纸一张张地叠起来,一次裁剪,但不能折叠和弯曲纸张。在你往下阅读之前,我也建议你先自己想想看。

这个解答的奥妙在于你不需要画任何草图,或进行复杂的论证。单单一个技巧就够了:请你观察大正方形正中间的那个小正方形。它有4条边,每条边都要被裁剪一次,因此至少需要4次裁剪,才能将整个大正方形从左到右、从上到下各平均分成3份。

我倒是想得美,数学如果永远这么简单就好了!

这道题还有一个三维版本。你要将一块木制正方体锯成27个相同的小正方体。那么此题也是需要被各平分成3份,即需要6次切割。但是,我们有可能用少于6次的切割来分解这块正方体。在这儿,各个小正方体允许被叠在一起锯。你知道怎么做了吗?

最后这道例题所展示的数学,和你们在课堂上学的数学大不相同。去苦思冥想,去尝试,然后创造性思考——这对很多人来说很有趣。是的,当我们破解了一道难题之后,会有非常棒的感觉。

你发现了吗?这些谜题几乎没有更深层的意义,也没有实际应用的可能。那它们为什么还会存在呢?因为能给人带来乐趣啊!

在位于德国吉森的数学博物馆里也能发现这一点。这是一座由阿尔贝希特·波依特许巴赫(Albrecht Beutelspacher)创立的互动式博物馆。博物馆里到处都是拼图游戏、谜题和各种实验。来这里的孩子们,大多数都是一个班一个班地来,而且都沉迷其中。许多任务都很有挑战性,但这更会激发他们的兴趣——有的孩子会不停地搭积木,哪怕已经搭了十几分钟,也要一直搭成想要的样子。

小幽默

工程师认为,自己的方程与现实很符合。物理学家认为,现实与自己的方程很符合。数学家根本不在乎接不接近。

“当孩子们完成的时候,他们的快乐无与伦比,”波依特许巴赫说,“像这样的成功体验也会强化他们的个性。”这位数学教授还注意到,在数学博物馆里,不仅仅有个别的数学迷,而且还有一个班级或一个幼儿园的所有孩子都参与其中。即使是不喜欢数学的人也无法抗拒迷人的谜题。吉森数学博物馆每年有15万人次观众,对于它所取得的巨大成功,还有它里面数独之类的谜题的成功,波依特许巴赫有一个很简单的解释:“因为这一切都让人觉得自己不在学校里。”

我希望,在数学课上孩子们会经常尝试解答谜题,就像我在本书中介绍过的这些,还有数学博物馆里的谜题一样。这样他们就有可能会开始讨论,在什么地方碰到了什么问题,可以如何着手解答。

总的来说,数学就像生活一样令人期待不已——我们都在寻找一条不太确定的道路,而且路上处处有惊喜。 A6gcype22l6BioRC3YYDepQ7RJzRxPu0ospcv8h1W2GWt0y5OSDNq9lpXRtAgu2u

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