经典数学问题
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23道经典名题1.不说话的学术报告1903年10月,在美国纽约的一次数学学术会议上,请科尔教授作学术报告。
他走到黑板前,没说话,用粉笔写出2^67-1,这个数是合数而不是质数。
接着他又写出两组数字,用竖式连乘,两种计算结果相同。
回到座位上,全体会员以暴风雨般的掌声表示祝贺。
证明了2自乘67次再减去1,这个数是合数,而不是两百年一直被人怀疑的质数。
有人问他论证这个问题,用了多长时间,他说:“三年内的全部星期天”。
请你很快回答出他至少用了多少天?2.国王的重赏传说,印度的舍罕国王打算重赏国际象棋的发明人——大臣西萨·班·达依尔。
这位聪明的大臣跪在国王面敢说:“陛下,请你在这张棋盘的第一个小格内,赏给我一粒麦子,在第二个小格内给两粒,在第三个小格内给四粒,照这样下去,每一小格内都比前一小格加一倍。
陛下啊,把这样摆满棋盘上所有64格的麦粒,都赏给您的仆人吧?”国王说:“你的要求不高,会如愿以偿的”。
说着,他下令把一袋麦子拿到宝座前,计算麦粒的工作开始了。
……还没到第二十小格,袋子已经空了,一袋又一袋的麦子被扛到国王面前来。
但是,麦粒数一格接一格地增长得那样迅速,很快看出,即使拿出来全印度的粮食,国王也兑现不了他对象棋发明人许下的语言。
算算看,国王应给象棋发明人多少粒麦子?3.王子的数学题传说从前有一位王子,有一天,他把几位妹妹召集起来,出了一道数学题考她们。
题目是:我有金、银两个手饰箱,箱内分别装自若干件手饰,如果把金箱中25%的手饰送给第一个算对这个题目的人,把银箱中20%的手饰送给第二个算对这个题目的人。
然后我再从金箱中拿出5件送给第三个算对这个题目的人,再从银箱中拿出4件送给第四个算对这个题目的人,最后我金箱中剩下的比分掉的多10件手饰,银箱中剩下的与分掉的比是2∶1,请问谁能算出我的金箱、银箱中原来各有多少件手饰?4.公主出题古时候,传说捷克的公主柳布莎出过这样一道有趣的题:“一只篮子中有若干李子,取它的一半又一个给第一个人,再取其余一半又一个给第二人,又取最后所余的一半又三个给第三个人,那么篮内的李子就没有剩余,篮中原有李子多少个?”5.哥德巴赫猜想哥德巴赫是二百多年前德国的数学家。
著名的经典数学问题
一、著名的哥德巴赫猜想是关于什么的?
A. 素数分布规律
B. 任意偶数都可表示为两个素数之和
C. 素数有无限多个
D. 任意奇数都可表示为两个素数之差
(答案)B
二、费马大定理声称在什么条件下,整数幂的方程没有非零整数解?
A. 当幂次大于1时
B. 当幂次为偶数时
C. 当幂次大于2时
D. 当幂次为奇数且大于1时
(答案)C
三、蒙特卡罗算法是一种什么类型的算法?
A. 确定性算法
B. 概率性算法
C. 近似算法
D. 启发式算法
(答案)B
四、四色定理是关于什么的问题?
A. 地图着色
B. 图论中的最短路径
C. 集合的划分
D. 几何图形的构造
(答案)A
五、黎曼猜想是关于什么数学对象的性质?
A. 素数
B. 复数
C. 黎曼ζ函数的非平凡零点
D. 实数的分布
(答案)C
六、柯西-施瓦茨不等式在哪个数学领域有重要应用?
A. 线性代数
B. 微分几何
C. 数论
D. 概率论
(答案)A
七、庞加莱猜想是关于什么几何对象的性质?
A. 多面体的拓扑结构
B. 曲面的曲率
C. 三维空间的填充
D. 流形的同伦类
(答案)A(注:庞加莱猜想后发展为更一般的几何化猜想,但原始形式关注三维空间中的多面体)
八、费波那契数列最初是由谁提出的,并因何而得名?
A. 意大利数学家费波那契,研究兔子繁殖问题
B. 法国数学家帕斯卡,研究赌博问题
C. 德国数学家高斯,研究数论问题
D. 英国数学家牛顿,研究物理学问题
(答案)A。
世界上最烧脑的数学题
蒙哥马利问题(Monty Hall Problem):这是一个经典的概率问题。
假设你面前有三扇关闭的门,其中一扇门后面有一辆汽车,另外两扇门后面是山羊。
你选择一扇门后,主持人会打开另外两扇门中的一扇,露出一只山羊。
然后,你有机会改变自己的选择,问应该坚持原来的选择还是改变选择才能获得汽车的概率更大?
四色定理(Four Color Theorem):这是一个关于地图着色的问题。
它提出了这样一个猜想:任何平面图都可以用四种颜色进行着色,使得任意两个相邻的区域颜色不同。
虽然这个定理已经在1976年被证明是正确的,但证明过程非常复杂,需要运用图论和逻辑推理。
费马大定理(Fermat's Last Theorem):这是一个备受关注的数论问题。
费马大定理提出了在整数域中不存在满足a^n + b^n = c^n(其中n为大于2的整数,a、b、c为正整数)的解。
这个问题曾经困扰了数学家们长达几个世纪,最终在1994年被安德鲁·怀尔斯证明。
这些问题都涉及了复杂的数学概念和推理过程,需要深入的数学知识和逻辑能力来解答。
它们挑战了人们对数学的理解和思考能力。
数学经典问题
数学经典问题包括鸡兔同笼问题、百鸡百钱问题、公主选驸马问题、李白喝酒问题、托尔斯泰割草问题、韩信点兵问题、木匠建房问题等。
1. 鸡兔同笼问题:是经典的数学问题之一,它的一般形式是:已知鸡和兔子放在一个笼子里,我们看到有a个头和b 条腿,问鸡有几只,兔子有几只。
2. 百鸡百钱问题:要求买100只鸡,每只鸡三个钱,公鸡五个钱一只,母鸡三个钱一只,小鸡一个钱三只,问公鸡几只,母鸡几只,小鸡几只。
3. 公主选驸马问题:这个问题的本质是一个数学推理问题,它要求从100个奴隶中选出10个奴隶作为驸马,并要求这10个奴隶中有一个是王子。
4. 李白喝酒问题:这个问题的本质是一个数学概率问题,它要求计算李白喝醉的概率。
5. 托尔斯泰割草问题:这个问题的本质是一个数学几何问题,它要求计算托尔斯泰割草的面积。
6. 韩信点兵问题:这个问题的本质是一个数学概率问题,它要求计算韩信点兵的数量。
7. 木匠建房问题:这个问题的本质是一个数学几何问题,它要求计算木匠建房所需要的时间。
此外还有哥德巴赫猜想、费马大定理、四色猜想等著名的未解数学问题。
六年级数学上册必考10类经典问题口诀一、路程问题1、相遇问题【口诀】:相遇那一刻,路程全走过。
除以速度和,就把时间得。
2、追及问题【口诀】:慢鸟要先飞,快的随后追。
先走的路程,除以速度差,时间就求对。
二、鸡兔同笼【口诀】:假设全是鸡,假设全是兔。
多了几只脚,少了几只足?除以脚的差,便是鸡兔数。
三、和差问题已知两数的和与差,求这两个数。
【口诀】:和加上差,越加越大;除以2,便是大的;和减去差,越减越小;除以2,便是小的。
四、浓度问题1、加水稀释【口诀】:加水先求糖,糖完求糖水。
糖水减糖水,便是加水量。
2、加糖浓化【口诀】:加糖先求水,水完求糖水。
糖水减糖水,求出便解题。
五、和比问题已知整体求部分。
【口诀】:家要众人合,分家有原则。
分母比数和,分子自己的。
和乘以比例,就是该得的。
六、差比问题【口诀】:我的比你多,倍数是因果。
分子实际差,分母倍数差。
商是一倍的,乘以各自的倍数,两数便可求得。
七、工程问题【口诀】:工程总量设为1,1除以时间就是工作效率。
单独做时工作效率是自己的,一齐做时工作效率是众人的效率和。
1减去已经做的便是没有做的,没有做的除以工作效率就是结果。
八、植树问题【口诀】:植树多少棵,要问路如何?直的加上1,圆的是结果。
九、盈亏问题【口诀】:全盈全亏,大的减去小的;一盈一亏,盈亏加在一起。
除以分配的差,结果就是分配的东西或者是人。
十、年龄问题【口诀】:岁差不会变,同时相加减。
岁数一改变,倍数也改变。
抓住这三点,一切都简单。
小学数学50道经典题一.解答题(共50题,共281分)1.小石想帮妈妈包韭菜鸡蛋馅饺子,韭菜与鸡蛋的质量比是2∶1,360 g的馅中,韭菜和鸡蛋各有多少克?2.在建筑工地上有一个近似于圆锥形状的沙堆,测得底面直径4米,高1.5米。
每立方米沙大约重1.7吨,这堆沙约重多少吨?(得数保留整吨数)3.新华书店打折出售图书,张老师用340元买了一套《中国四大名著》,而原价是400元。
这套《中国四大名著》打了几折?4.下列商品是打五折后的价格,原价格分别是多少?5.一种圆柱形状的铁皮油桶,量得底面直径8dm,高5dm.做一个这样的铁皮油桶至少需多少平方米铁皮?(铁皮厚度不计,结果保留整数)6.如果x和y成正比例关系,当x=16时,y=0.8;当x=10时,y是多少?如果x和y成反比例关系,当x=16时,y=0.8;当x=10时,y是多少?7.买来一批煤,计划每天烧吨,可烧20天;实际每天比原来节约20%,这样可以烧多少天?(用比例解答)8.幼儿园买回240个苹果,按照大、中、小三个幼儿班的人数分配给各个班。
大班有28人,中班有25人,小班有27人。
三个班各应分多少个苹果?9.李大爷家去年夏季收获的小麦堆成了圆锥形,高1.5m,底面周长是18.84m,这堆小麦的体积是多少?10.某产品的包装袋上标明重量是100±3克,实际测量时,测得产品的实际重量是104克,那么这件产品合格吗?为什么?11.一场音乐会的门票,55%是按全价卖出,40%是五折卖出,剩下的20张门票是免费赠送的。
(1)这场音乐会的门票一共有多少张?(2)如果门票一共卖了7200元,那么一张门票的全价是多少元?12.一个圆锥体钢制零件,底面半径是3cm,高是2m,这个零件的体积是多少立方厘米?13.某修路队修一条路,5天完成全长的20%,照这样计算,完成任务还需多少天?14.一个圆柱形水池,在水池内壁和底部都镶上瓷砖,水池内部底面周长25.12m,池深2m,镶瓷砖的面积是多少平方米?15.在“十一黄金周”优惠活动中,一款运动鞋现价120元,比原价降低了25%。
世界数学经典名题有哪些?1.不说话的学术报告1903年10月,在美国纽约的一次数学学术会议上,请科尔教授作学术报告。
他走到黑板前,没说话,用粉笔写出2^67-1,这个数是合数而不是质数。
接着他又写出两组数字,用竖式连乘,两种计算结果相同。
回到座位上,全体会员以暴风雨般的掌声表示祝贺。
证明了2自乘67次再减去1,这个数是合数,而不是两百年一直被人怀疑的质数。
有人问他论证这个问题,用了多长时间,他说:“三年内的全部星期天”。
请你很快回答出他至少用了多少天?2.国王的重赏传说,印度的舍罕国王打算重赏国际象棋的发明人——大臣西萨•班•达依尔。
这位聪明的大臣跪在国王面敢说:“陛下,请你在这张棋盘的第一个小格内,赏给我一粒麦子,在第二个小格内给两粒,在第三个小格内给四粒,照这样下去,每一小格内都比前一小格加一倍。
陛下啊,把这样摆满棋盘上所有64格的麦粒,都赏给您的仆人吧?”国王说:“你的要求不高,会如愿以偿的”。
说着,他下令把一袋麦子拿到宝座前,计算麦粒的工作开始了。
……还没到第二十小格,袋子已经空了,一袋又一袋的麦子被扛到国王面前来。
但是,麦粒数一格接一格地增长得那样迅速,很快看出,即使拿出来全印度的粮食,国王也兑现不了他对象棋发明人许下的语言。
算算看,国王应给象棋发明人多少粒麦子?3.王子的数学题传说从前有一位王子,有一天,他把几位妹妹召集起来,出了一道数学题考她们。
题目是:我有金、银两个手饰箱,箱内分别装自若干件手饰,如果把金箱中25%的手饰送给第一个算对这个题目的人,把银箱中20%的手饰送给第二个算对这个题目的人。
然后我再从金箱中拿出5件送给第三个算对这个题目的人,再从银箱中拿出4件送给第四个算对这个题目的人,最后我金箱中剩下的比分掉的多10件手饰,银箱中剩下的与分掉的比是2∶1,请问谁能算出我的金箱、银箱中原来各有多少件手饰?4.公主出题古时候,传说捷克的公主柳布莎出过这样一道有趣的题:“一只篮子中有若干李子,取它的一半又一个给第一个人,再取其余一半又一个给第二人,又取最后所余的一半又三个给第三个人,那么篮内的李子就没有剩余,篮中原有李子多少个?”5.哥德巴赫猜想哥德巴赫是二百多年前德国的数学家。
100个经典初等数学问题第01题阿基米德分牛问题Archimedes' Problema Bovinum太阳神有一牛群,由白、黑、花、棕四种颜色的公、母牛组成. 在公牛中,白牛数多于棕牛数,多出之数相当于黑牛数的1/2+1/3;黑牛数多于棕牛数,多出之数相当于花牛数的1/4+1/5;花牛数多于棕牛数,多出之数相当于白牛数的1/6+1/7.在母牛中,白牛数是全体黑牛数的1/3+1/4;黑牛数是全体花牛数1/4+1/5;花牛数是全体棕牛数的1/5+1/6;棕牛数是全体白牛数的1/6+1/7.问这牛群是怎样组成的?第02题德•梅齐里亚克的法码问题The Weight Problem of Bachet de Meziriac一位商人有一个40磅的砝码,由于跌落在地而碎成4块.后来,称得每块碎片的重量都是整磅数,而且可以用这4块来称从1至40磅之间的任意整数磅的重物.问这4块砝码碎片各重多少?第03题牛顿的草地与母牛问题Newton's Problem of the Fields and Cowsa头母牛将b块地上的牧草在c天内吃完了;a'头母牛将b'块地上的牧草在c'天内吃完了;a"头母牛将b"块地上的牧草在c"天内吃完了;求出从a到c"9个数量之间的关系?第04题贝韦克的七个7的问题Berwick's Problem of the Seven Sevens在下面除法例题中,被除数被除数除尽:* * 7 * * * * * * * ÷ * * * * 7 * = * * 7 * ** * * * * ** * * * * 7 ** * * * * * ** 7 * * * ** 7 * * * ** * * * * * ** * * * 7 * ** * * * * ** * * * * *用星号(*)标出的那些数位上的数字偶然被擦掉了,那些不见了的是些什么数字呢?第05题柯克曼的女学生问题Kirkman's Schoolgirl Problem某寄宿学校有十五名女生,她们经常每天三人一行地散步,问要怎样安排才能使每个女生同其他每个女生同一行中散步,并恰好每周一次?第06题伯努利-欧拉关于装错信封的问题The Bernoulli-Euler Problem of the Misaddressed letters求n个元素的排列,要求在排列中没有一个元素处于它应当占有的位置.第07题欧拉关于多边形的剖分问题Euler's Problem of Polygon Division可以有多少种方法用对角线把一个n边多边形(平面凸多边形)剖分成三角形?第08题鲁卡斯的配偶夫妇问题Lucas' Problem of the Married Couplesn对夫妇围圆桌而坐,其座次是两个妇人之间坐一个男人,而没有一个男人和自己的妻子并坐,问有多少种坐法?第09题卡亚姆的二项展开式Omar Khayyam's Binomial Expansion当n是任意正整数时,求以a和b的幂表示的二项式a+b的n 次幂.第10题柯西的平均值定理Cauchy's Mean Theorem求证n个正数的几何平均值不大于这些数的算术平均值.第11题伯努利幂之和的问题Bernoulli's Power Sum Problem确定指数p为正整数时最初n个自然数的p次幂的和S=1p+2p+3p+…+np.第12题欧拉数The Euler Number求函数φ(x)=(1+1/x)x及Φ(x)=(1+1/x)x+1当x无限增大时的极限值第13题牛顿指数级数Newton's Exponential Series将指数函数ex变换成各项为x的幂的级数.第14题麦凯特尔对数级数Nicolaus Mercator's Logarithmic Series不用对数表,计算一个给定数的对数.第15题牛顿正弦及余弦级数Newton's Sine and Cosine Series不用查表计算已知角的正弦及余弦三角函数.第16题正割与正切级数的安德烈推导法Andre's Derivation of the Secant and Tangent Series在n个数1,2,3,…,n的一个排列c1,c2,…,cn中,如果没有一个元素ci的值介于两个邻近的值ci-1和ci+1之间,则称c1,c2,…,cn为1,2,3,…,n的一个屈折排列.试利用屈折排列推导正割与正切的级数.第17题格雷戈里的反正切级数Gregory's Arc Tangent Series已知三条边,不用查表求三角形的各角.第18题德布封的针问题Buffon's Needle Problem在台面上画出一组间距为d的平行线,把长度为l(小于d)的一根针任意投掷在台面上,问针触及两平行线之一的概率如何?第19题费马-欧拉素数定理The Fermat-Euler Prime Number Theorem每个可表示为4n+1形式的素数,只能用一种两数平方和的形式来表示.第20题费马方程The Fermat Equation求方程x2-dy2=1的整数解,其中d为非二次正整数.第21题费马-高斯不可能性定理The Fermat-Gauss Impossibility Theorem证明两个立方数的和不可能为一立方数.第22题二次互反律The Quadratic Reciprocity Law(欧拉-勒让德-高斯定理)奇素数p与q的勒让德互反符号取决于公式(p/q)•(q/p)=(-1)[(p-1)/2]•[(q-1)/2].第23题高斯的代数基本定理Gauss' Fundamental Theorem of Algebra每一个n次的方程zn+c1zn-1+c2zn-2+…+cn=0具有n个根.第24题斯图谟的根的个数问题Sturm's Problem of the Number of Roots求实系数代数方程在已知区间上的实根的个数.第25题阿贝尔不可能性定理Abel's Impossibility Theorem高于四次的方程一般不可能有代数解法.第26题赫米特-林德曼超越性定理The Hermite-Lindemann Transcedence Theorem系数A不等于零,指数α为互不相等的代数数的表达式A1eα1+A2eα2+A3eα3+…不可能等于零.第27题欧拉直线Euler's Straight Line在所有三角形中,外接圆的圆心,各中线的交点和各高的交点在一直线—欧拉线上,而且三点的分隔为:各高线的交点(垂心)至各中线的交点(重心)的距离两倍于外接圆的圆心至各中线的交点的距离.第28题费尔巴哈圆The Feuerbach Circle三角形中三边的三个中点、三个高的垂足和高的交点到各顶点的线段的三个中点在一个圆上.第29题卡斯蒂朗问题Castillon's Problem将各边通过三个已知点的一个三角形内接于一个已知圆.第30题马尔法蒂问题Malfatti's Problem在一个已知三角形内画三个圆,每个圆与其他两个圆以及三角形的两边相切.第31题蒙日问题Monge's Problem画一个圆,使其与三已知圆正交.第32题阿波洛尼斯相切问题The Tangency Problem of Apollonius.画一个与三个已知圆相切的圆.第33题马索若尼圆规问题Macheroni's Compass Problem.证明任何可用圆规和直尺所作的图均可只用圆规作出.第34题斯坦纳直尺问题Steiner's Straight-edge Problem证明任何一个可以用圆规和直尺作出的图,如果在平面内给出一个定圆,只用直尺便可作出.第35题德里安倍立方问题The Deliaii Cube-doubling Problem画出体积为一已知立方体两倍的立方体的一边.第36题三等分一个角Trisection of an Angle把一个角分成三个相等的角.第37题正十七边形The Regular Heptadecagon画一正十七边形.第38题阿基米德π值确定法Archimedes' Determination of the Number Pi设圆的外切和内接正2vn边形的周长分别为av和bv,便依次得到多边形周长的阿基米德数列:a0,b0,a1,b1,a2,b2,…其中av+1是av、bv的调和中项,bv+1是bv、av+1的等比中项. 假如已知初始两项,利用这个规则便能计算出数列的所有项. 这个方法叫作阿基米德算法.第39题富斯弦切四边形问题Fuss' Problem of the Chord-Tangent Quadrilateral找出半径与双心四边形的外接圆和内切圆连心线之间的关系.(注:一个双心或弦切四边形的定义是既内接于一个圆而同时又外切于另一个圆的四边形)第40题测量附题Annex to a Survey利用已知点的方位来确定地球表面未知但可到达的点的位置.第41题阿尔哈森弹子问题Alhazen's Billiard Problem在一个已知圆内,作出一个其两腰通过圆内两个已知点的等腰三角形.第42题由共轭半径作椭圆An Ellipse from Conjugate Radii已知两个共轭半径的大小和位置,作椭圆.第43题在平行四边形内作椭圆An Ellipse in a Parallelogram,在规定的平行四边形内作一内切椭圆,它与该平行四边形切于一边界点.第44题由四条切线作抛物线A Parabola from Four Tangents已知抛物线的四条切线,作抛物线.第45题由四点作抛物线A Parabola from Four Points.过四个已知点作抛物线.第46题由四点作双曲线A Hyperbola from Four Points.已知直角(等轴)双曲线上四点,作出这条双曲线.第47题范•施古登轨迹题Van Schooten's Locus Problem平面上的固定三角形的两个顶点沿平面上一个角的两个边滑动,第三个顶点的轨迹是什么?第48题卡丹旋轮问题Cardan's Spur Wheel Problem.一个圆盘沿着半径为其两倍的另一个圆盘的内缘滚动时,这个圆盘上标定的一点所描出的轨迹是什么?第49题牛顿椭圆问题Newton's Ellipse Problem.确定内切于一个已知(凸)四边形的所有椭圆的中心的轨迹.第50题彭赛列-布里昂匈双曲线问题The Poncelet-Brianchon Hyperbola Problem确定内接于直角(等边)双曲线的所有三角形的顶垂线交点的轨迹.第51题作为包络的抛物线A Parabola as Envelope从角的顶点,在角的一条边上连续n次截取任意线段e,在另一条边上连续n次截取线段f,并将线段的端点注以数字,从顶点开始,分别为0,1,2,…,n和n,n-1,…,2,1,0.求证具有相同数字的点的连线的包络为一条抛物线.第52题星形线The Astroid直线上两个标定的点沿着两条固定的互相垂直的轴滑动,求这条直线的包络.第53题斯坦纳的三点内摆线Steiner's Three-pointed Hypocycloid确定一个三角形的华莱士(Wallace)线的包络.第54题一个四边形的最接近圆的外接椭圆The Most Nearly Circular Ellipse Circumscribing a Quadrilateral一个已知四边形的所有外接椭圆中,哪一个与圆的偏差最小?第55题圆锥曲线的曲率The Curvature of Conic Sections确定一个圆锥曲线的曲率.第56题阿基米德对抛物线面积的推算Archimedes' Squaring of a Parabola确定包含在抛物线内的面积.第57题推算双曲线的面积Squaring a Hyperbola确定双曲线被截得的部分所含的面积.第58题求抛物线的长Rectification of a Parabola确定抛物线弧的长度.第59题笛沙格同调定理(同调三角形定理)Desargues' Homology Theorem (Theoremof Homologous Triangles)如果两个三角形的对应顶点连线通过一点,则这两个三角形的对应边交点位于一条直线上.反之,如果两个三角形的对应边交点位于一条直线上,则这两个三角形的对应顶点连线通过一点.第60题斯坦纳的二重元素作图法Steiner's Double Element Construction由三对对应元素所给定的重迭射影形,作出它的二重元素.第61题帕斯卡六边形定理Pascal's Hexagon Theorem求证内接于圆锥曲线的六边形中,三双对边的交点在一直线上.第62题布里昂匈六线形定理Brianchon's Hexagram Theorem求证外切于圆锥曲线的六线形中,三条对顶线通过一点.第63题笛沙格对合定理Desargues' Involution Theorem一条直线与一个完全四点形*的三双对边的交点与外接于该四点形的圆锥曲线构成一个对合的四个点偶. 一个点与一个完全四线形*的三双对顶点的连线和从该点向内切于该四线形的圆锥曲线所引的切线构成一个对合的四个射线偶. *一个完全四点形(四线形)实际上含有四点(线)1,2,3,4和它们的六条连线交点23,14,31,24,12,34;其中23与14、31与24、12与34称为对边(对顶点).第64题由五个元素得到的圆锥曲线A Conic Section from Five Elements求作一个圆锥曲线,它的五个元素——点和切线——是已知的.第65题一条圆锥曲线和一条直线A Conic Section and a Straight Line一条已知直线与一条具有五个已知元素——点和切线——的圆锥曲线相交,求作它们的交点.第66题一条圆锥曲线和一定点A Conic Section and a Point已知一点及一条具有五个已知元素——点和切线——的圆锥曲线,作出从该点列到该曲线的切线.第67题斯坦纳的用平面分割空间Steiner's Division of Space by Planesn个平面最多可将整个空间分割成多少份?第68题欧拉四面体问题Euler's Tetrahedron Problem以六条棱表示四面体的体积.第69题偏斜直线之间的最短距离The Shortest Distance Between Skew Lines计算两条已知偏斜直线之间的角和距离.第70题四面体的外接球The Sphere Circumscribing a Tetrahedron确定一个已知所有六条棱的四面体的外接球的半径.第71题五种正则体The Five Regular Solids将一个球面分成全等的球面正多边形.第72题正方形作为四边形的一个映象The Square as an Image of a Quadrilateral证明每个四边形都可以看作是一个正方形的透视映象.第73题波尔凯-许瓦尔兹定理The Pohlke-Schwartz Theorem一个平面上不全在同一条直线上的四个任意点,可认为是与一个已知四面体相似的四面体的各隅角的斜映射.第74题高斯轴测法基本定理Gauss' Fundamental Theorem of Axonometry正轴测法的高斯基本定理:如果在一个三面角的正投影中,把映象平面作为复平面,三面角顶点的投影作为零点,边的各端点的投影作为平面的复数,那么这些数的平方和等于零.第75题希帕查斯球极平面射影Hipparchus' Stereographic Projection试举出一种把地球上的圆转换为地图上圆的保形地图射影法.第76题麦卡托投影The Mercator Projection画一个保形地理地图,其坐标方格是由直角方格组成的.第77题航海斜驶线问题The Problem of the Loxodrome确定地球表面两点间斜驶线的经度.第78题海上船位置的确定Determining the Position of a Ship at Sea利用天文经线推算法确定船在海上的位置.第79题高斯双高度问题Gauss' Two-Altitude Problem根据已知两星球的高度以确定时间及位置.第80题高斯三高度问题Gauss' Three-Altitude Problem从在已知三星球获得同高度瞬间的时间间隔,确定观察瞬间,观察点的纬度及星球的高度.第81题刻卜勒方程The Kepler Equation根据行星的平均近点角,计算偏心及真近点角.第82题星落Star Setting对给定地点和日期,计算一已知星落的时间和方位角.第83题日晷问题The Problem of the Sundial制作一个日晷.第84题日影曲线The Shadow Curve当直杆置于纬度φ的地点及该日太阳的赤纬有δ值时,确定在一天过程中由杆的一点投影所描绘的曲线.第85题日食和月食Solar and Lunar Eclipses如果对于充分接近日食时间的两个瞬间太阳和月亮的赤经、赤纬以及其半径均为已知,确定日食的开始和结束,以及太阳表面被隐蔽部分的最大值.第86题恒星及会合运转周期Sidereal and Synodic Revolution Periods确定已知恒星运转周期的两共面旋转射线的会合运转周期.第87题行星的顺向和逆向运动Progressive and Retrograde Motion of Planets行星什么时候从顺向转为逆向运动(或反过来,从逆向转为顺向运动)?第88题兰伯特慧星问题Lambert's Comet Prolem借助焦半径及连接弧端点的弦,来表示慧星描绘抛物线轨道的一段弧所需的时间.第89题与欧拉数有关的斯坦纳问题Steiner's Problem Concerning the Euler Number如果x为正变数,x取何值时,x的x次方根为最大?第90题法格乃诺关于高的基点的问题Fagnano's Altitude Base Point Problem在已知锐角三角形中,作周长最小的内接三角形.第91题费马对托里拆利提出的问题Fermat's Problem for Torricelli试求一点,使它到已知三角形的三个顶点距离之和为最小.第92题逆风变换航向Tacking Under a Headwind帆船如何能顶着北风以最快的速度向正北航行?第93题蜂巢(雷阿乌姆尔问题)The Honeybee Cell (Problem by Reaumur)试采用由三个全等的菱形作成的顶盖来封闭一个正六棱柱,使所得的这一个立体有预定的容积,而其表面积为最小.第94题雷奇奥莫塔努斯的极大值问题Regiomontanus' Maximum Problem在地球表面的什么部位,一根垂直的悬杆呈现最长?(即在什么部位,可见角为最大?)第95题金星的最大亮度The Maximum Brightness of Venus在什么位置金星有最大亮度?第96题地球轨道内的慧星A Comet Inside the Earth's Orbit慧星在地球的轨道内最多能停留多少天?第97题最短晨昏蒙影问题The Problem of the Shortest Twilight在已知纬度的地方,一年之中的哪一天晨昏蒙影最短?第98题斯坦纳的椭圆问题Steiner's Ellipse Problem在所有能外接(内切)于一个已知三角形的椭圆中,哪一个椭圆有最小(最大)的面积?第99题斯坦纳的圆问题Steiner's Circle Problem在所有等周的(即有相等周长的)平面图形中,圆有最大的面积.反之:在有相等面积的所有平面图形中,圆有最小的周长.第100题斯坦纳的球问题Steiner's Sphere Problem在表面积相等的所有立体中,球具有最大体积.在体积相等的所有立体中,球具有最小的表面.。
高斯留下的十大数学难题
卡尔·弗里德里希·高斯被誉为数学史上最伟大的数学家之一,他在数学领域留
下了许多经典问题和难题。
其中,被认为是高斯留下的十大数学难题包括以下内容:
1. 平面上的三角形划分问题:给定一个平面上的任意三角形,能否将其划分为
尽可能多的小三角形,这些小三角形不相交且边长相同?
2. 整数三角形问题:给定一个正整数n,是否存在边长为整数的三角形,其三
个内角分别为n的倍数?
3. 质数的分布问题:证明素数分布的规律,即证明存在无穷多个素数。
4. 高斯圆数问题:研究高斯整数环中的素数分布规律。
5. 数学分析的基础问题:证明实数的完备性,即任何有界的实数集合必有上确界。
6. 几何的基础问题:证明欧几里德几何的五大公设的独立性。
7. 微分方程问题:研究微分方程的解的存在性和唯一性。
8. 算术的基础问题:证明算术的基本定理,即任何大于1的自然数都可以分解
为质数的乘积。
9. 算术和几何的关系问题:研究数学的两大基础分支的联系和互相补充。
10. 数学的未解问题:探索数学的边界,寻找新的数学难题和问题。
这些数学难题体现了高斯在数学领域的卓越贡献和深刻思考,也为后人提供了
许多研究的方向和启示。
数学的发展离不开数学家们的不懈努力和探索,高斯留下的数学难题也激励着数学家们不断挑战和突破自己的思维边界。
在数学的广阔领域里,高斯的数学难题仍然是许多数学家和研究者的探索目标和挑战,也为数学的发
展提供了无限的可能性和希望。
愿数学的光芒继续照耀着人类的智慧和未来,让数学的奥秘和魅力永不衰竭。
经典数学难题
经典数学难题是指那些历史悠久、深入人心的数学问题。
这些难题不仅是数学领域的挑战,也是人类智慧的体现。
以下是一些经典数学难题:
1. 费马大定理:又称费马最后定理,是数学中的一个著名难题。
它的内容是:对于大于2的整数n,不存在n个大于1的整数a1、a2、…、an,使得an+bn=cn成立。
2. 黑白染色问题:又称瓷砖覆盖问题,是一个有趣的几何问题。
其内容是:如何用黑白两种颜色的正方形瓷砖覆盖一个棋盘,使得黑白两种瓷砖数量相等,且每个瓷砖只能覆盖一个方格。
3. 四色定理:是指用四种颜色对地图进行着色时,任何两个相邻的区域颜色必须不同。
这是一个经典的图论问题,也是人类历史上第一个被证明的重要数学定理之一。
4. 哈密顿回路问题:是指在一个无向图中找到一条经过每个点恰好一次的回路。
这个问题是一个经典的组合问题,其解决方法对于理解复杂网络结构和优化问题有着重要的意义。
以上是一些经典数学难题的简介,它们激发了无数数学家和科学家的研究热情,也成为了人类智慧的珍贵财富。
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斐波拉契数列■斐波拉契数列的简介斐波拉契数列(又译作“斐波那契数列”)是一个非常美丽、和谐的数列,它的形状可以用排成螺旋状的一系列正方形来说明(如右词条图),起始的正方形(图中用灰色表示)的边长为1,在它左边的那个正方形的边长也是1 ,在这两个正方形的上方再放一个正方形,其边长为2,以后顺次加上边长为3、5、8、13、2l……等等的正方形。
这些数字每一个都等于前面两个数之和,它们正好构成了斐波那契数列。
■斐波拉契数列的出现13世纪初,欧洲最好的数学家是斐波拉契;他写了一本叫做《算盘书》的著作,是当时欧洲最好的数学书。
书中有许多有趣的数学题,其中最有趣的是下面这个题目:“如果一对兔子每月能生1对小兔子,而每对小兔在它出生后的第3个月裏,又能开始生1对小兔子,假定在不发生死亡的情况下,由1对初生的兔子开始,1年后能繁殖成多少对兔子?” 斐波拉契把推算得到的头几个数摆成一串:1,1,2,3,5,8……这串数里隐含著一个规律:从第3个数起,后面的每个数都是它前面那两个数的和。
而根据这个规律,只要作一些简单的加法,就能推算出以后各个月兔子的数目了。
于是,按照这个规律推算出来的数,构成了数学史上一个有名的数列。
大家都叫它“斐波拉契数列”。
这个数列有许多奇特的的性质,例如,从第3个数起,每个数与它后面那个数的比值,都很接近于0.618,正好与大名鼎鼎的“黄金分割律”相吻合。
人们还发现,连一些生物的生长规律,在某种假定下也可由这个数列来刻画呢。
■斐波拉契数列的来源及关系斐波拉契(Fibonacci)数列来源于兔子问题,它有一个递推关系,f(0)=1f(1)=1f(n)=f(n-1)+f(n-2),其中n>=2{f(n)}即为斐波拉契数列。
■斐波拉契数列的公式它的通项公式为:{[(1+√5)/2]^n -[(1-√5)/2]^n }/√5 (注:√5表示根号5)■斐波拉契数列的某些性质■1),f(n)f(n)-f(n+1)f(n-1)=(-1)^n;■2), f(0)+f(1)+f(2)+……+f(n)=f(n+2)-1■3),arctan[1/f(2n+1)]=arctan[1/f(2n+2)]+arcta n[1/f(2n+3)]【斐波拉契数列的存在】甚至可以说,斐波拉契数列无处不在,以下仅举几条常见的例子■1.杨辉三角对角线上各数之和构成斐波拉契数列.■2.多米诺牌(可以看作一个2×1大小的方格)完全覆盖一个n×2的棋盘,覆盖的方案数等于斐波拉契数列。
■3.从蜜蜂的繁殖来看,雄峰只有母亲,没有父亲,因为蜂后产的卵,受精的孵化为雌蜂,未受精的孵化为雄峰。
人们在追溯雄峰的祖先时,发现一只雄峰的第n代祖先的数目刚好就是斐波拉契数列的第n项Fn。
■4.钢琴的13个半音阶的排列完全与雄峰第六代的排列情况类似,说明音调也与斐波拉契数列有关。
■5.自然界中一些花朵的花瓣数目符合于斐波拉契数列,也就是说在大多数情况下,一朵花花瓣的数目都是3,5,8,13,21,34,……。
■6.如果一根树枝每年长出一根新枝,而长出的新枝两年以后,每年也长出一根新枝,那么历年的树枝数,也构成一个斐波拉契数列.【斐波拉契数列与黄金分割】菲波那契数列与黄金分割有什么关系呢?经研究发现,相邻两个菲波那契数的比值是随序号的增加而逐渐趋于黄金分割比的。
即f(n)/f(n-1)-→0.618…。
由于菲波那契数都是整数,两个整数相除之商是有理数,所以只是逐渐逼近黄金分割比这个无理数。
但是当我们继续计算出后面更大的菲波那契数时,就会发现相邻两数之比确实是非常接近黄金分割比的。
不仅这个由1,1,2,3,5....开始的"菲波那契数"是这样,随便选两个整数,然后按照菲波那契数的规律排下去,两数间比也是会逐渐逼近黄金比的.【斐波拉契数列的变式】■1.帕多瓦数列:1,1,1,2,2,3,4,5,7,9,12,16,21,……这样的数列称为帕多瓦数列。
它和斐波拉契数列非常相似,稍有不同的是:每个数都是跳过它前面的那个数,并把再前面的两个数相加而得出的。
这个数列可以用另一幅图来表示,它是由一些等边三角形构成的(如右图)。
开始的三角形用灰色表示,为了使这些三角形天衣无缝地拼在一起,头三个三角形的边长均为1,其后的两个三角形的边长为2,然后依次是3、4、5、7、9、12、16、2l……等等。
■2.冬冬有15块糖,如果每天至少吃3块,吃完为止,那么共有多少种不同的吃法?如果冬冬有3块糖、4块糖或者5块糖,都只有1种吃法;如果有6块糖,则有2种吃法;如果有7块糖,则有3种吃法;如果有8块糖,则有4种吃法;如果有9块糖,则有6种吃法.既:吃糖的粒数:3456789101112...糖的吃法:111234691319...这样的数列,它和斐波拉契数列不同的是,每次都是跳过中间的那个数,再把第1、3两个数相加,等于第4个数。
它的规律和斐波拉契数列既相似之处又有不同之处.■3.小明要上楼梯,他每次能向上走一级、两级或三级,如果楼梯有10级,他有几种不同的走法?这里我们不妨也来研究一下其中的规律:如果楼梯就一级,他有1种走法;如果楼梯有两级,他有2种走法;如果楼梯有三级,他有4种走法;如果有五级楼梯,他有7种走法.既:楼梯的级数:12345678...上楼梯的走法:124713244481...这其中的规律就是,这里从第4个数开始,每一个数都等于它前面的3个数之和。
【斐波那契数列通项公式的推导】斐波那契数列:1,1,2,3,5,8,13,21……如果设F(n)为该数列的第n项(n∈N+)。
那么这句话可以写成如下形式:F(1)=F(2)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n≥3)显然这是一个线性递推数列。
通项公式的推导方法一:利用特征方程线性递推数列的特征方程为:X^2=X+1解得X1=(1+√5)/2, X2=(1-√5)/2.则F(n)=C1*X1^n + C2*X2^n∵F(1)=F(2)=1∴C1*X1 + C2*X2C1*X1^2 + C2*X2^2解得C1=1/√5,C2=-1/√5∴F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}(√5表示5的算术平方根)通项公式的推导方法二:普通方法设常数r,s使得F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]则r+s=1, -rs=1n≥3时,有F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]F(n-1)-r*F(n-2)=s*[F(n-2)-r*F(n-3)]F(n-2)-r*F(n-3)=s*[F(n-3)-r*F(n-4)]……F(3)-r*F(2)=s*[F(2)-r*F(1)]将以上n-2个式子相乘,得:F(n)-r*F(n-1)=[s^(n-2)]*[F(2)-r*F(1)]∵s=1-r,F(1)=F(2)=1上式可化简得:F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)那么:F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*F(n-2)= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) + r^3*F(n-3)……= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)*F(1)= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)(这是一个以s^(n-1)为首项、以r^(n-1)为末项、r/s为公比的等比数列的各项和)=[s^(n-1)-r^(n-1)*r/s]/(1-r/s)=(s^n - r^n)/(s-r)r+s=1, -rs=1的一解为s=(1+√5)/2, r=(1-√5)/2则F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}根号2是无理数之证明2009-12-14 22:25假设根号二是一分数,设其为(P/Q)(P,Q互质),由根号二的意义得(P/Q)的平方=2,即有(P的平方/Q的平方)=2,故Q的平方=2倍的P的平方。
请注意,2倍的P的平方必定是偶数,因而Q的平方也必定是偶数,进而Q一定是偶数。
于是可设Q=2k(k是正整数),由上述式子得(2k)的平方=2倍的P的平方,从而2倍的k的平方=P的平方。
所以P的平方必定是偶数,于是P也是偶数,这与P,Q互质矛盾。
这个矛盾表明我们的假设“根号二是一分数”不成立,所以根号二既非整数,也非分数,就是说,根号二是无理数。
参考资料《数学》初二上册第12页用反正法:设根号2 是有理数,且根号2 =m/n, m,n无公约数。
两边平方,有2=(m^2)/(n^2)故 m^2 = 2*(n^2)可见m为偶数。
令 m= 2k,有(2k)^2 = 2*(n^2)故 n^2 = 2*(k^2)即 n为偶数。
这样, m、n 均为偶数,它们有公约数2。
这与假设相矛盾,故根号2不是有理数而是无理数证明根号2是无理数的方法一古希腊曾有“万物皆数”的思想,这种认为“大自然的一切皆为整数之比”的思想统治了古希腊数学相当长的一段时间,许多几何命题都是根据这一点来证明的。
当时的很多数学证明都隐性地承认了“所有数都可以表示为整数之比”,“万物皆数”的思想是古希腊数学发展的奠基。
直到有一天,毕达哥拉斯的学生Hippasus告诉他,单位正方形的对角线长度不能表示为两个整数之比。
被人们公认的假设被推翻了,大半命题得证的前提被认定是错的,古希腊时代的数学大厦轰然倒塌,数学陷入了历史上的第一次危机。
最后,Eudoxus的出现奇迹般地解决了这次危机。
今天我们要看的是,为什么单位正方形的对角线长度不能表示为两个整数之比。
单位正方形的对角线长度怎么算呢?从上面的这个图中我们可以看到,如果小正方形的面积是1的话,大正方形的面积就是2。
于是单位正方形的对角线是面积为2的正方形的边长。
换句话说,Hippasus认为不可能存在某个整数与整数之比,它的平方等于2。
中学课程中安排了一段反证法。
当时有个题目叫我们证根号2是无理数,当时很多人打死了也想不明白这个怎么可能证得到,这种感觉正如前文所说。
直到看了答案后才恍然大悟,数学上竟然有这等诡异的证明。
当然,我们要证明的不是“根号2是无理数”。
那个时候还没有根号、无理数之类的说法。
我们只能说,我们要证明不存在一个数p/q使得它的平方等于2。
证明过程地球人都知道:假设p/q已经不能再约分了,那么p^2=2*q^2,等式右边是偶数,于是p必须是偶数。
p是偶数的话,p^2就可以被4整除,约掉等式右边的一个2,可以看出q^2也是偶数,即q是偶数。