福尔摩斯头脑风暴系列套书之一
本书集知识性、趣味性、科学性、实用性于一体,内容丰富、难易有度、形式活泼,很好地结合七巧板、数独、幻方、推理等来启迪和活跃读者的思维。通过趣味数学游戏,读者不仅可以从中获得快乐,发现“数学之美”,还能学到多种视角,掌握解决问题的各种方法和思维,从而提升自己解决问题、辨别真伪、开拓创新的思维能力,充分开发大脑潜能。
看我凹造型!——变化多样的七巧板
第60届国际数学奥林匹克竞赛(IMO),于2019年7月16日至17日在英国巴斯大学举行。中国队有6名高中选手获得金牌,其中有2名选手荣获极高的42分,6人总分为227分,与美国参赛队并列冠军。值得关注的是,6名美国参赛选手中有5名是华裔,包括领队和副领队。而加拿大队中,同样出现了5名华裔。此外,国际学生评估项目曾对全球50万名学生进行测试。在评估结果中,来自中国的孩子的数学成绩遥遥领先。
为什么中国人学数学这么厉害呢?原因肯定是多方面的。这一节要讲其中一个重要原因——中国人从很小的时候开始,就在有意无意地培养“数学思维”。大部分的中国孩子都曾玩过“七巧板”“华容道”“九连环”等玩具,它们被誉为“中国古典智力游戏三绝”,都包含着极为丰富的数学原理。比如,用七巧板可以拼出多少个多边形,便是一道由两位中国数学家通过精妙计算后解决的数学问题。又如,解开九连环的步数和环数之间,存在可以参考的数学公式。这里我们重点探究一下七巧板的趣味。
七巧板又称“智慧版”“益智图”“七巧图”“唐图”,是一种由7块板组拼而成的益智玩具,也是一种历史悠久、名扬全球的玩具。
相传七巧板已有数千年的历史,在世界各地、各民族中广泛流行。在我国西周时期,七巧板的祖先“五巧板”,就有帮助周公认识世界即“周公问矩”的故事,在之后的历史中关于七巧板的故事也很多,这里略去不提。欧洲也曾为之疯狂,在欧洲历史上留下了许多故事。据说曾经显赫一时的法国皇帝拿破仑·波拿巴在滑铁卢战役失败后,被流放到大西洋的一个岛屿上,成了七巧板游戏的狂热爱好者,七巧板智慧游戏陪他度过了他的流放生涯。
七巧板是由7块板组成的,完整的图案为一个正方形:5块等腰直角三角形(2块小三角形、1块中三角形和2块大三角形)、1块正方形和1块平行四边形。
你相信吗?只要放飞想象力,就可以利用七巧板拼组出一个极其精彩的世界。小小的7块板,为什么会有这么惊人的表现力?它有什么特别之处?它所蕴含的世界的秘密是什么?
序章 怎么样,准备好锻炼你的大脑了吗? 1
第一章 感受数学的变幻之美 5
第一节 我在撒谎!——荒诞无比的悖论 / 6
经典悖论之一:上帝的全知全能 / 6
经典悖论之二:聪明的唐·吉诃德 / 7
经典悖论之三:撒谎的我 / 7
经典悖论之四:罗素悖论 / 8
第二节 看我凹造型!——变化多样的七巧板 / 8
1.试试你的巧手,动手做一做传统七巧板 / 10
2.制作升级七巧板 / 14
3.探索七巧板,发现它的数学奥秘 / 14
4.七巧板的悖论 / 17
5.现代智力七巧板 / 20
第二章 厉害!数学之美原来无所不在 23
第一节 这比例看着真是和谐——数学与美学 / 24
1.完美的鞋跟高度 / 26
2.绘画比赛 / 26
3.算一算 / 27
4.怎么围最美观? / 27
5.什么温度让你最舒服? / 27
6.小明该怎么办? / 27
第二节 “哆瑞咪发嗦啦西哆……”——音乐、美术与数学 / 28
1.你有可能被眼睛骗了 / 28
2.仔细观察下面的图形,找出相同的图形 / 29
3.仔细观察下图,认真思考图中的公交车往哪边开? / 29
4.慧眼识数 / 29
5.神奇的野兽数 / 30
6.找出规律 / 30
7.你有可能是数学家 / 31
8.藏在钢琴键盘里的秘密 / 31
9.奥运五环 / 32
10.化圆为方 / 32
11.哪些圆一样大? / 33
12.分花盆 / 33
13.不走重复路 / 34
14.拼地板 / 34
15.玩穿越 / 34
16.分组玩耍 / 35
17.传输带上的圆柱体 / 36
18.比大小 / 36
19.酷酷猴的生日蛋糕 / 36
第三节 “以真启美”——数学与文学 / 37
1.乾隆皇帝的数字谜 / 39
2.百鸟从哪儿来? / 40
3.“回”字怎么变? / 40
4.“田”字变化 / 41
5.物有几何怎么解? / 41
6.韩信点兵 / 42
7.西天取经几日回? / 42
8.金箍棒到底有多长? / 43
9.紧箍咒的魔力 / 43
10.奇妙的算法 / 43
11.算式成立 / 44
12.凭碗知僧人 / 44
13.阿凡提分土地 / 45
14.几只兔子几个人? / 45
15.十字路口怎么走? / 46
16.小熊做算数 / 46
17.诸葛亮出祁山 / 47
18.熊大、熊二买手套 / 47
19.几天相聚? / 48
20.数学家活了多少岁? / 48
第四节 “1234567890”——数学及其他 / 49
1.小狐狸的手风琴 / 49
2.把一半的价钱还给我 / 50
3.隔离新型冠状病毒 / 50
4.搬砖 / 50
5.去漂流 / 51
6.摘桃子 / 51
7.艺术体操比赛 / 51
8.页码中有多少个8? / 51
9.花花兔和灰灰兔的争斗 / 52
10.最佳修缮方案 / 52
11.找零件 / 52
12.图形怎么了? / 53
13.永恒的5 / 53
14.奇怪的日历 / 54
15.世界真的会毁灭吗? / 54
16.有多少名学生? / 55
17.门票定价 / 56
18.你想的我知道 / 56
19.不做邻居 / 56
20.你知道吗? / 57
第三章 经典烧脑数学题——排列、组合与概率 59
第一节 排排坐,吃果果——排列问题 / 63
第二节 搭配购买更实惠?——组合问题 / 68
第三节 快速计算有多少种选择——排列组合问题 / 75
第四节 买多少彩票才能中奖?——概率问题 / 79
认识“武器” / 79
第四章 九宫格里有乾坤——数独 89
第一节 好玩的数独 / 94
6×6的数独 / 94
8×8的数独 / 95
第二节 迷人的数独 / 97
第三节 美丽的数独 / 101
第四节 变化多样的数独 / 105
第五章 娱乐数学之王——神奇的幻方 115
第一节 幻方,街坊间传闻无数 / 116
第二节 走进幻方 / 120
第三节 体验幻方 / 121
第四节 好玩的百变幻方 / 131
第六章 你被绕晕了吗?——推理 135
第一节 图形类规律推理 / 136
第二节 分配类计算推理 / 140
第三节 故事类判断推理 / 144
1.爸爸的手机在哪里? / 144
2.生存挑战 / 144
3.海上逃生 / 145
4.怎样买票最合算? / 145
5.可怜的姑娘 / 145
6.爱笑的女孩,运气都不会太差 / 146
7.包拯自救 / 146
8.谁更善于推理? / 146
第四节 常识类思考推理 / 147
1.谁要去北京? / 147
2.谁是第一名? / 147
3.同班不搭档 / 147
4.比高矮 / 147
5.各自的班级 / 148
6.谁打碎了玻璃? / 148
7.谁弄坏了公园的花儿? / 148
8.各自的帽子和衣服 / 148
第七章 不同的形式,不同的世界 151
第一节 调皮的质数 / 152
第二节 魔术中的数学题 / 156
1.魔术师知道你想的数 / 156
2.魔术师能找到你抽取的点数扑克牌 / 156
3.魔术师能知道你写的两个数 / 156
4.魔术师能知道你写的三个数 / 156
5.魔术师能看到藏在你心里的那个数字 / 157
6.神机妙算的魔术师 / 157
7.魔术师能找出你抽出的那张扑克牌 / 158
8.魔术师的预言 / 158
9.魔术师能感应到 / 158
10.魔术师有天眼 / 159
11.魔术师有火眼金睛 / 159
第三节 数字类谜题 / 160
第四节 数字华容道 / 162
参考答案 166
第一章 感受数学的变幻之美(无) / 166
第二章 厉害!数学的美原来无所不在 / 166
第三章 经典烧脑数学题——排列、组合与概率 / 178
第四章 九宫格里有乾坤——数独 / 202
第五章 娱乐数学之王——神奇的幻方 / 215
第六章 你被绕晕了吗?——推理 / 225
第七章 不同的形式,不同的世界 / 230