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生活趣味數(shù)學(xué)題:聰明的歐拉智改羊圈

來(lái)源:中小學(xué)教育網(wǎng) 2011-09-01 16:29:24

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  歐拉是數(shù)學(xué)史上著名的數(shù)學(xué)家,他在數(shù)論、幾何學(xué)、天文數(shù)學(xué)、微積分等好幾個(gè)數(shù)學(xué)的分支領(lǐng)域中都取得了出色的成就。不過(guò),這個(gè)大數(shù)學(xué)家在孩提時(shí)代卻一點(diǎn)也不討老師的喜歡,他是一個(gè)被學(xué)校除了名的小學(xué)生。

  事情是因?yàn)樾切嵌鸬摹.?dāng)時(shí),小歐拉在一個(gè)教會(huì)學(xué)校里讀書(shū)。有一次,他向老師提問(wèn),天上有多少顆星星。老師是個(gè)神學(xué)的信徒,他不知道天上究竟有多少顆星,圣經(jīng)上也沒(méi)有回答過(guò)。其實(shí),天上的星星數(shù)不清,是無(wú)限的。我們的肉眼可見(jiàn)的星星也有幾千顆。這個(gè)老師不懂裝懂,回答歐拉說(shuō):“天有有多少顆星星,這無(wú)關(guān)緊要,只要知道天上的星星是上帝鑲嵌上去的就夠了。”

  歐拉感到很奇怪:“天那么大,那么高,地上沒(méi)有扶梯,上帝是怎么把星星一顆一顆鑲嵌到一在幕上的呢?上帝親自把它們一顆一顆地放在天幕,他為什么忘記了星星的數(shù)目呢?上帝會(huì)不會(huì)太粗心了呢?

  他向老師提出了心中的疑問(wèn),老師又一次被問(wèn)住了,漲紅了臉,不知如何回答才好。老師的心中頓時(shí)升起一股怒氣,這不僅是因?yàn)橐粋(gè)才上學(xué)的孩子向老師問(wèn)出了這樣的問(wèn)題,使老師下不了臺(tái),更主要的是,老師把上帝看得高于一切。小歐拉居然責(zé)怪上帝為什么沒(méi)有記住星星的數(shù)目,言外之意是對(duì)萬(wàn)能的上帝提出了懷疑。在老師的心目中,這可是個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。

  在歐拉的年代,對(duì)上帝是絕對(duì)不能懷疑的,人們只能做思想的奴隸,絕對(duì)不允許自由思考。小歐拉沒(méi)有與教會(huì)、與上帝“保持一致”,老師就讓他離開(kāi)學(xué)校回家。但是,在小歐拉心中,上帝神圣的光環(huán)消失了。他想,上帝是個(gè)窩囊廢,他怎么連天上的星星也記不住?他又想,上帝是個(gè)獨(dú)裁者,連提出問(wèn)題都成了罪。他又想,上帝也許是個(gè)別人編造出來(lái)的家伙,根本就不存在。

  回家后無(wú)事,他就幫助爸爸放羊,成了一個(gè)牧童。他一面放羊,一面讀書(shū)。他讀的書(shū)中,有不少數(shù)學(xué)書(shū)。

  爸爸的羊群漸漸增多了,達(dá)到了100只。原來(lái)的羊圈有點(diǎn)小了,爸爸決定建造一個(gè)新的羊圈。他用尺量出了一塊長(zhǎng)方形的土地,長(zhǎng)40米,寬15米,他一算,面積正好是600平方米,平均每一頭羊占地6平方米。正打算動(dòng)工的時(shí)候,他發(fā)現(xiàn)他的材料只夠圍100米的籬笆,不夠用。若要圍成長(zhǎng)40米,寬15米的羊圈,其周長(zhǎng)將是110米(15 15 40 40=110)父親感到很為難,若要按原計(jì)劃建造,就要再添10米長(zhǎng)的材料;要是縮小面積,每頭羊的面積就會(huì)小于6平方米。

  小歐拉卻向父親說(shuō),不用縮小羊圈,也不用擔(dān)心每頭羊的領(lǐng)地會(huì)小于原來(lái)的計(jì)劃。他有辦法。父親不相信小歐拉會(huì)有辦法,聽(tīng)了沒(méi)有理他。小歐拉急了,大聲說(shuō),只有稍稍移動(dòng)一下羊圈的樁子就行了。

  父親聽(tīng)了直搖頭,心想:“世界上哪有這樣便宜的事情?”但是,小歐拉卻堅(jiān)持說(shuō),他一定能兩全齊美。父親終于同意讓兒子試試看。

  小歐拉見(jiàn)父親同意了,站起身來(lái),跑到準(zhǔn)備動(dòng)工的羊圈旁。他以一個(gè)木樁為中心,將原來(lái)的40米邊長(zhǎng)截短,縮短到25米。父親著急了,說(shuō):“那怎么成呢?那怎么成呢?這個(gè)羊圈太小了,太小了。”小歐拉也不回答,跑到另一條邊上,將原來(lái)15米的邊長(zhǎng)延長(zhǎng),又增加了10米,變成了25米。經(jīng)這樣一改,原來(lái)計(jì)劃中的羊圈變成了一個(gè)25米邊長(zhǎng)的正方形。然后,小歐拉很自信地對(duì)爸爸說(shuō):“現(xiàn)在,籬笆也夠了,面積也夠了。”

  父親照著小歐拉設(shè)計(jì)的羊圈扎上了籬笆,100米長(zhǎng)的籬笆真的夠了,不多不少,全部用光。面積也足夠了,而且還稍稍大了一些。父親心里感到非常高興。孩子比自己聰明,真會(huì)動(dòng)腦筋,將來(lái)一定大有出息。

  父親感到,讓這么聰明的孩子放羊?qū)嵲谑羌翱上Я恕:髞?lái),他想辦法讓小歐拉認(rèn)識(shí)了一個(gè)大數(shù)學(xué)家伯努利。通過(guò)這位數(shù)學(xué)家的推薦,1720年,小歐拉成了巴塞爾大學(xué)的大學(xué)生。這一年,小歐拉13歲,是這所大學(xué)最年輕的大學(xué)生。

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