开篇语:家有一女SISI,念小学,时不时她会拿一些数学题来问我。一些题目还有点意思,容我抽时间陆续整理,与同道、同爸探讨交流。
题目:用10个1×3的长方形瓷砖,覆盖一个10×3的方格地板,请问共有多少种贴法?
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解答:这是一道典型的数学推理题,对10来岁的孩子难度恰恰好,引导树立推理思维。
第一步,我先引导SISI思考,左上角(即打钩处)的区域,该怎么贴。只能是两种方法,横贴,竖贴。
——如果是横贴,那么第二排的左边第一个也应该是横贴,之后第三排的左边第一个也应该是横贴,这种情况 下10×3的贴法数量等同于7×3的贴法数量,相当于降维了。如下图:
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——如果是竖贴,那么左边竖列三个都贴满了,10×3的贴法数量等同于9×3的贴法数量,也是降维了。
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第二步,与SISI一起画图,用原始办法来测算,1×3的贴法为1,2×3的贴法也为1,3×3的贴法也为2,4×3的贴法等于1×3的贴法加上3×3的贴法,5×3的贴法等于2×3的贴法加上4×3的贴法……可以一步一步走下去(这在数学上叫递推法)。我和她的解释是,这相当于任何一个人,都可以找到父母、太爷爷太奶奶,按这样的方式一直找下去。说到这里,看表情她还是懂的,为父比较欣慰。
行列 |
1×3 |
2×3 |
3×3 |
4×3 |
5×3 |
6×3 |
7×3 |
8×3 |
9×3 |
10×3 |
方法 |
1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
6 |
9 |
13 |
19 |
28 |
第三步,告诉她,用数学公式来表达就是:
已知一个数列 a,它满足:
A1= A 2 =1, A 3=2
A n = A n−1 + A n−3 ,n ≥ 4
求 an 的通项公式 an
说到这里,她就表示不明白了。不要紧,先埋下“代数”的种子。10来分钟的教学至此结束。
当晚,她拿了一个巧克力来奖励我,这是比较少见的。我趁热打铁,告诉她:降维、拆分、递归,是典型的数学思维,科学家陆续发射不同型号的火箭,天文学家分析黑洞、恒星,也是一样的思维。她说:是吗,你明天再教我一个知识点吧!
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