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数学与围棋
中国古代著名学者,《梦溪笔谈》的作者沈括曾经研究过围棋棋局,他根据棋盘上的每一点都有黑、白、空三种可能,且围棋盘上共有19×19=361点,得到可能产生的不同局势总数共有3∧361 种。
看来,围棋是如此得神秘,变幻无穷,而与之可媲美的则只能是数学了。数学与围棋一样,包含了深刻的奥妙,而且,数学的思想有时与围棋的思路是相通的。
例如有这么一道题目:两人坐在一张长方形桌子旁,相继轮流在桌子上放入同样大小的硬币。条件是硬币一定要平放在桌子上,直到桌子上再也放不下一枚硬币为止,谁放入了最后一枚硬币谁就获胜。问:先放的人有没有必定取胜的策略?
乍一看题目,我不知如何入手:题目没有告诉你任何物理量,那么该如何下手呢?
我先从最简单的情况考虑:如果桌子大小只能容纳一枚硬币,那么先放的人当然能够取胜。然后设想桌面慢慢变大,那么我们就可以注意到长方形是轴对称图形,有一个对称中心,既而理所当然的,就能想到先放者将第一枚硬币放在桌子的中心,既而只用把硬币放在后放者所在位置的对称点上,这样进行下去,最后必然轮到先放者放最后一枚硬币。
华罗庚教授曾经指出:善于“退”,足够的“退”,退到最原始而又不失去重要性的地方,是学好数学的一个诀窍。如上题,从简单情况考虑,同时也是围棋中一种以退为进的策略。
再譬如这样一题:有n名(n≥2)选手参加一次乒乓球循环赛上,没有一名全胜的。问:是否能找到三名选手A、B、C,使得A胜B,B胜C,C胜A?
看了此题,我不禁想到下围棋时,你应将对手所能下的最好的或最坏的应招全考虑到,那么,这种策略是否也使用于数学呢?是的,从问题的极端情况考虑,也是一种解题方法。
所以,我假设B是得分最多的选手,因为没有一人全胜,所以B要输给一人,即A。而在败给B的选手中,一定有一个胜A的选手,即C。否则,A胜的次数就比B多一次了,这与先前的假设矛盾了。所以,一定能够找到三名选手A、B、C,使得A胜B,B胜C,C胜A。
从极端情况观察下手,建设假设实际上也为题目增加了一个条件,求解就会容易地多,上题就是一个很好的例子。
学习围棋的过程是一种熏陶,一种理性培养的过程,让浮躁的心渐渐沉静下来,最终归于一种深沉的质朴的思想情操,学习数学的过程亦是如此。数学用它那最朴素的阿拉伯数字,将和谐与完美的意义淋漓尽致地展现出来,正如克莱因说过的一句话:数学是一种精神,一种理性的精神,正是这种精神激发、促进、鼓舞并驱使人类的思维得以运用到最完美的程度。
中国古代著名学者,《梦溪笔谈》的作者沈括曾经研究过围棋棋局,他根据棋盘上的每一点都有黑、白、空三种可能,且围棋盘上共有19×19=361点,得到可能产生的不同局势总数共有3∧361 种。
看来,围棋是如此得神秘,变幻无穷,而与之可媲美的则只能是数学了。数学与围棋一样,包含了深刻的奥妙,而且,数学的思想有时与围棋的思路是相通的。
例如有这么一道题目:两人坐在一张长方形桌子旁,相继轮流在桌子上放入同样大小的硬币。条件是硬币一定要平放在桌子上,直到桌子上再也放不下一枚硬币为止,谁放入了最后一枚硬币谁就获胜。问:先放的人有没有必定取胜的策略?
乍一看题目,我不知如何入手:题目没有告诉你任何物理量,那么该如何下手呢?
我先从最简单的情况考虑:如果桌子大小只能容纳一枚硬币,那么先放的人当然能够取胜。然后设想桌面慢慢变大,那么我们就可以注意到长方形是轴对称图形,有一个对称中心,既而理所当然的,就能想到先放者将第一枚硬币放在桌子的中心,既而只用把硬币放在后放者所在位置的对称点上,这样进行下去,最后必然轮到先放者放最后一枚硬币。
华罗庚教授曾经指出:善于“退”,足够的“退”,退到最原始而又不失去重要性的地方,是学好数学的一个诀窍。如上题,从简单情况考虑,同时也是围棋中一种以退为进的策略。
再譬如这样一题:有n名(n≥2)选手参加一次乒乓球循环赛上,没有一名全胜的。问:是否能找到三名选手A、B、C,使得A胜B,B胜C,C胜A?
看了此题,我不禁想到下围棋时,你应将对手所能下的最好的或最坏的应招全考虑到,那么,这种策略是否也使用于数学呢?是的,从问题的极端情况考虑,也是一种解题方法。
所以,我假设B是得分最多的选手,因为没有一人全胜,所以B要输给一人,即A。而在败给B的选手中,一定有一个胜A的选手,即C。否则,A胜的次数就比B多一次了,这与先前的假设矛盾了。所以,一定能够找到三名选手A、B、C,使得A胜B,B胜C,C胜A。
从极端情况观察下手,建设假设实际上也为题目增加了一个条件,求解就会容易地多,上题就是一个很好的例子。
学习围棋的过程是一种熏陶,一种理性培养的过程,让浮躁的心渐渐沉静下来,最终归于一种深沉的质朴的思想情操,学习数学的过程亦是如此。数学用它那最朴素的阿拉伯数字,将和谐与完美的意义淋漓尽致地展现出来,正如克莱因说过的一句话:数学是一种精神,一种理性的精神,正是这种精神激发、促进、鼓舞并驱使人类的思维得以运用到最完美的程度。
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