儲朝暉是偽專家 | 辛酉丑故事數學專欄

2019-10-01     好玩的數學

作者 | 重慶 辛酉丑

到了帝都,儲朝暉的大話像北京的糖葫蘆似的一串接一串,他喜歡不懂裝懂,嘴裡經常專家長、專家短,朋友都叫他儲偽偽。有一天他來到江城中學拜訪幾位老朋友,剛一坐下就吹噓:「今年一月,我放了一個『香屁』……」

話沒說完,飛哥笑著調侃他:「你是嗅覺出了問題還是有特異功能?」

儲朝暉說:「我堂堂的國家知名教育專家,可能騙你嗎?你到北京城裡訪一訪,有誰不知道我儲朝暉。你到教育界問一問,有誰不知道我儲專家。」

燕子笑著說:「專家,是搬磚頭的專家吧!你那個水平,我看最多算個偽專家。」

「黑娃還是那個黑娃,燕子還是那個燕子,但我儲朝暉已經不是當年的儲朝暉了。你們這種酸葡萄心理我懂,嫉妒、羨慕、恨吧!實話告訴你們吧,有一個中學組織教師學科素養考試,人民網、新華網等幾十家媒體轉得風風火火,我儲某人一出馬,幾句話就讓它一百八十度的大逆轉。」儲朝暉翹起下巴,搖晃腦袋,神采飛揚,藐視的目光左右橫掃。說:「你們行嗎?」

飛哥說:「不是嫉妒你,我可以用數學方法鑑定你是偽專家。」

儲朝暉說:「吹牛!你用什麼方法鑑定?」

飛哥說:「我們從大家公認的真專家中選 4 個再加上你一共五個,然後將你們和五個指頭對應起來,我用神秘的口訣一個一個將真專家遴選出來,最後剩下的就是偽專家。」

儲朝暉不屑地說:「神秘的口訣!不要故弄玄虛,你除了會背誦數學公式,還會什麼口訣」

飛哥說:「口訣是:『一個一個來遴選,最後剩下偽專家』」

儲朝暉好奇地問:「這麼簡單的口訣,怎麼可能?如果最後剩下的是真專家,看你怎麼解釋?」

飛哥說:「四個真專家和對應的指頭由你自己確定,只要你是偽專家,我一定能鑑別出來。」

黑娃、燕子用懷疑的眼神望著飛哥,似乎在問:「怎麼可能?」儲朝暉說:「好吧。楊振寧、李政道、華羅庚、陳景潤是大家公認為真專家,我和這四個專家對應手指分別為拇指、食指、中指、無名指和小指,看你怎麼鑑別?」

飛哥伸開五指,一邊背誦口訣「一個一個來淘汰,最後剩下偽專家」,一個一個數手指頭。從拇指開頭,按「拇指、食指、中指、無名指、小指、無名指、中指、食指、拇指、食指、中指……」,當口訣背誦到「最後剩下偽專家」的「家」字時,將對應的手指彎曲,表示對應的真專家已遴選出來。然後又從拇指開頭,重複上述過程,一個一個遴選真專家。最後剩下的指頭是拇指,然後對儲朝暉說:「怎麼樣,你真的是偽專家。」

儲朝暉驚奇萬分,不知所措,半響說不出話來。

黑娃是個數學謎,見飛哥循環地數手指頭,猜想其間蘊藏數學原理,他拿出紙筆進行演算:

儲朝暉和楊振寧、李政道、華羅庚、陳景潤對應的指頭和數字如下:

按口訣「一個一個來遴選,最後剩下偽專家;一個一個來遴選,最後剩下偽專家……」這樣重複數下去,每數到第 14 個數的位置就被遴選出來(此時少一個指頭)。顯然,這是一個周期為 14 的序列。

1. 根據數指頭的順序和指頭對應的數字,我們可以建立一個周期為 8 的數列 :

顯然,,,,

,.

因為 ,,,,

,,,這 7 個方程都無正整數解,

所以,第 1 輪不會遴選 1,2,3,5;

又,當 時,,所以,第 1 輪遴選 4(即華羅庚);

2. 根據數指頭的順序和指頭對應的數字,將剩下的 4 個指頭建立一個周期為 6 的數列 :

顯然 ,,,.

因為 ,,,,,

這 5 個方程都無正整數解,所以,第 2 輪不會遴選 1,3,5;

又,當 時,,所以,第 2 輪遴選 2(即楊振寧);

3. 根據數指頭的順序和指頭對應的數字,將剩下的 3 個指頭建立一個周期為 4 的數列 :

顯然 ,,.

因為 ,,,這 3 個方程都無正整數解,

所以,第 3 輪不會遴選 1,5;

又,當 時,,所以,第 3 輪遴選 3(即李政道);

4. 根據數指頭的順序和指頭對應的數字,將剩下的 2 個指頭建立一個周期為 2 的數列 :

顯然 ,.

因為 , 這個方程無正整數解,所以,第 4 輪不會遴選 1;

又,當 時,,所以,第 4 輪遴選 5(即陳景潤);

黑娃見最後剩下的數字是 1,明白了儲偽偽為什麼是偽專家,忍不住想笑,暗自佩服飛哥的機智。

話說儲朝暉驚愕一會兒,仿佛明白了什麼,他說:「你們故意忽悠我,為什麼要從端點調頭數?為什麼每次確定一個專家後都從拇指開頭數數?現在改一下規則:從小指頭開始數數,不能端點調頭,五個指頭環狀排列逆時針方向數數,我不信最後剩下還是我。」

飛哥說:「好吧,就按你的要求數數。」

飛哥五指微屈,形成環狀,一邊背誦口訣「一個一個來淘汰,最後剩下偽專家」,一個一個數手指頭。從小指頭開始,按「小指、無名指、中指、食指、拇指、小指、無名指、中指、食指、拇指、小指、無名指……,當口訣背誦到「最後剩下偽專家」的「家」字時,將對應的手指彎曲,表示對應的真專家已遴選出來。然後又從下一個指頭開頭按逆時針方向數數,重複以上過程,一個一個遴選真專家。最後剩下的指頭還是拇指,然後對儲朝暉說:「你確實是偽專家,狡辯也沒用。」

儲朝暉驚呆了,窘得滿臉通紅。

燕子也覺得奇怪,「更改了規則,怎麼剩下的還是儲朝暉?」她從黑娃手中拿過紙筆,開始演算:

按口訣「一個一個來遴選,最後剩下偽專家;一個一個來遴選,最後剩下偽專家……」這樣重複數下去,每數到第 14 個數的位置就被遴選出來。顯然,這是一個周期為 14 的序列。

1. 根據數指頭的順序和指頭對應的數字,

我們可以建立一個周期為 5 的數列 :

顯然,,,,,.

因為 ,,,,

這 4 個方程都無正整數解,所以,第 1 輪不會遴選 5,4,3,1;

又,當 時,,所以,第 1 輪遴選 2(即楊振寧);

2. 根據數指頭的順序和指頭對應的數字,將剩下的 4 個指頭建立一個周期為 4 的數列 :

顯然,,,,.

因為 ,,,

這 3 個方程都無正整數解,所以,第 2 輪不會遴選 1,4,3;

又,當 時,,所以,第 2 輪遴選 5(即陳景潤);

3. 根據數指頭的順序和指頭對應的數字,將剩下的 3 個指頭建立一個周期為 3 的數列 :

顯然 ,,.

因為 ,,這 2 個方程都無正整數解,

所以,第 3 輪不會遴選 4,1;

又,當 時,,所以,第 3 輪遴選 3(即李政道);

4. 根據數指頭的順序和指頭對應的數字,將剩下的 2 個指頭建立一個周期為 2 的數列 :

顯然,,.

因為 , 這個方程無正整數解,所以,第 4 輪不會遴選 1;

又,當 時,,所以,第 4 輪遴選 4(即華羅庚);

綜上所述,最後剩下的是 1。

燕子見最後剩下的數字是 1,明白了遊戲的玄機,心中暗自好笑,覺得儲偽偽傻得可愛。

儲朝暉思來想去,依然弄不明白,滿臉疑惑地說:「今天遇邪了,不過我還是不服,為什麼要在『家』字位置彎曲手指,口訣是『一個一個來遴選』,我覺得應該在『選』字位置彎曲手指。現在再改一下規則:改為從小指開頭數,還是線性數指頭,還是端點調頭數,彎曲手指後繼續按順序數指頭,不能回到拇指或小指位置,如果最後剩下還是我,我無話可說。」

飛哥說:「可以,規則由你定,完全按你的要求數數。」

飛哥伸開五指,一邊背誦口訣「一個一個來淘汰,最後剩下偽專家」,一個一個數手指頭。從小指開頭,按「小指、無名指、中指、食指、拇指、食指、中指、無名指、小指、無名指、中指、食指、拇指、食指、中指、無名指、小指……」,當口訣背誦到「一個一個來遴選」的「選」字時,將對應的手指彎曲,表示對應的真專家已遴選出來。然後按順序從下一個手指頭開始數,重複以上過程,一個一個遴選真專家。最後剩下的指頭依然是拇指,飛哥對儲偽偽說:「假的真不了,偽專家就是偽專家,無論怎麼修改規則,偽專家不可能變成真專家。」

看到這個結果,大家哈哈大笑。唯有儲朝暉既尷尬又氣憤,說:「今天算是撞鬼了,不和你玩了。」燕子笑著說:「把我肚子都笑痛了,哪有什麼鬼,你是闖到周期數列了。」

(聲明:文中的人物和故事純屬虛構,如果人物姓名和某人相同,純屬巧合,請不要對號入座。)

作者簡介:辛酉丑,重慶潼南人,1991年7月畢業於西南師範大學數學系,重慶南開中學正高級教師,重慶「322」重點人才(二層次),重慶學術技術帶頭人後備。主持省級課題2項,主研省級課題2項,參與國家級課題2項;參與編寫了大學教材《小學數學教育概論》和重慶地方教材《研究性學習》;出版專著《數學與生活》,《數學解題泄天機》,在《數學教育學報》《數學通報》等雜誌發表論文70多篇,其中核心期刊20多篇;數學教育論文曾獲全國紫京杯數學教育創新論文一等獎,初等數學論文獲全國第二屆青年初等數學研究獎;指導學生在《數學通報》等雜誌發表文章16篇,指導8名學生進入全國高中數學奧林匹克冬令營,中國數學會三次授予優秀教練員。近幾年在西南大學、重慶師範大學、重慶教育科學研究院、重慶第二師範學院、重慶三峽學院以及重慶部分區縣教師進修學院和一些中學主講40多場。重慶晚報、重慶晨報等媒體曾專題報道。

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文章來源: https://twgreatdaily.com/Sze_m20BMH2_cNUg47Kp.html