总也找不到方向
一开始,Alex想啊想,凑啊凑。把27 x 6和23 x 9列了算式,计算出结果,还是没感觉。
Alex说:“爸爸,我怎么想不出啊?”
我说:“儿子,这是牛顿问题哦。你认识牛顿吗?”
Alex说:“知道啊,牛顿看到苹果从树上掉下来,发现了万有引力。”
我说:“是啊,牛顿是大科学家,一个能被他列为问题的题目,应该不是这么简单就能想出来的。”
Alex说:“我再想想,要是想不出来,我只好用笨办法了。”
我说:“什么笨办法啊?”
Alex说:“画图呗。”
我说:“画图可不是笨办法,其实我认为就没有什么笨或者聪明的办法,只有能解决问题和不能解决问题的办法。”
Alex说:“嗯”
第一张图
这是Alex画的第一张图。刚开始兴致比较高,还画的是桑叶的形状,后来画累了,就画个圈吧。
画着画着,发现纸太小,剩下2天写不下了,凑合着画在同一张纸的背面,估计是精力彻底被耗尽了,背面的第5天没画完。Alex就着这张纸,翻来覆去还是找不到方向。
画图也有讲究地
1、这张图只画了一个已知条件,即27条蚕吃了6天。没有画第二个已知条件,23天蚕吃了9天。
2、牛顿问题的解要在挖掘2个已知条件的关系中去求解。Alex这图就一个已知条件都画得支离破碎,找不到方向,也是很自然。
问题找到了,如何才能让Alex意识到这一点呢?我想了一段时间,决定针对这些问题出一个简单的找规律题。
在2张纸的正反两面分别写上:“1、3、2”,“7,9,8”,“13,15,14”,“19,21,20”。
Alex手拿2张纸翻看好长时间,说到:“爸爸,我看不出有什么规律啊!”
我说:“你在翻看的过程中有没有发现,一道题被写在了两张纸四个面上,很不方便。”
Alex说:“是啊,我可以找张大点的草稿纸,把它们抄在一起。”
过了一会,Alex的大草稿纸上被写上了一串数字:“1、3、2、7,9,8、13、15、14、19、21、20”
Alex又来找我了,说到:“我还是找不到规律啊。”
我说:“是啊,你注意到我写这些数字的顺序了吗?”
Alex:“没有啊,我猜的。”
我说:“哦。你现在还没有找到规律,这么写只是基于猜测,这就是大家经常说的‘自以为是’,很容易自缚手脚的。”
Alex有点伤心,他知道“自以为是”这个词是贬义词,说到:“那我重新写写。”
过了一会,Alex的大草稿纸上被写成这样:
1、3、2
7,9,8
13、15、14
19、21、20
“哈哈,我找到规律了,原来这么简单啊。”Alex喊到。
为了加深Alex对画图的印象,我们用三把尺的图解法计算了一下方程式:
x + y + z = 17
x + y = 10
y + z = 12
在计算过程中,我们发现,把三个已知条件画在同一根射线下,才能更容易得找到答案。
如此返回到牛顿问题,我们由前2个已知条件,可以画出下图:
●表示21条蚕时的情况
蚕儿们在第6天傍晚的对话
21条蚕时,相比27条蚕的情况,因为蚕儿减少了,每天多出来4片叶子。这样到第6天傍晚的时候,还剩下24片树叶,这时胖蚕、小蚕、女蚕发生了一场对话。
小蚕:“喂,胖蚕,别吃了。我们今天只剩下24片树叶,只够明天吃一天了,后天怎么办啊?”
胖蚕:“管它呢,后天再说呗。”
女蚕:“小蚕说的有道理,我要想想办法,不能在这一棵树上吃死。你们看,我们旁边就有一棵新的桑树,还没蚕儿过去呢?”
小蚕使劲抬头看了看,说到:“好像远了点,我不敢过去。”
女蚕不服气,只见她对吐了一根长长的丝,丝的一头粘在树枝上,丝的另一头系在自己身上,女蚕随着晚风就这么摆啊摆,眼看就要对面的桑树了,风突然便小了,最后,一点风也没了。女蚕十分沮丧地收起蚕丝,回到了小蚕的身边。
大家实在想不出办法,只好带着疑问睡去了。
(以下内容由Alex续)
第7天的早上,小蚕第一个起来,数了数树叶,他发现树上的树叶不只24片,于是他立即数了起来:“1、2、3、、、”
原来,桑树每天都会长出新的树叶。小蚕把所有的蚕儿都叫了起来,蚕儿们又像平时一样,沙沙沙地啃了起来。
新长出的树叶
27条蚕吃了6天,一共啃掉了162片树叶,也就是说老树叶,加上6天里边产生的新树叶一共有162片。
23条蚕吃到第6天时,一共啃掉了138片树叶,还剩下24片树叶。
这23条蚕继续吃了3天,共吃掉69片树叶。
这69片树叶里边包括原来剩下的24片树叶和三天里边长出的新树叶,也就是说三天里边长出了45片树叶,即每天能长出15片树叶。
根据27条蚕吃了6天,一共啃掉了162片树叶,可以计算出老树叶的数量为72片。
至此我们找出了桑叶的完整情况,即老树叶72片,每天长出15片新叶。
重新吃桑叶
27条蚕吃6天的表格
第一天,72 + 15 - 27 = 60
第二天,60 + 15 - 27 = 48
第三天,48 + 15 - 27 = 36
第四天,36 + 15 - 27 = 24
第五天,24 + 15 - 27 = 12
第六天,12 + 15 - 27 = 0
23条蚕吃9天的表格
第一天,72 + 15 - 23 = 64
第二天,64 + 15 - 23 = 56
第三天,56 + 15 - 23 = 48
第四天,48 + 15 - 23 = 40
第五天,40 + 15 - 23 = 32
第六天,32 + 15 - 23 = 24
第七天,24 + 15 - 23 = 16
第八天,16 + 15 - 23 = 8
第九天,8 + 15 - 23 = 0
21条蚕的情况请同学们自行制作啦。
千金难买回头一看 -- 解读算式里边的规律
做完以上计算过程,我们已经可以得到答案,21条蚕可以吃12天。
仔细观察以上的算式,可以发现如下规律:
27条蚕时,第一天下来只剩下了60片树叶,减少了12片,第二天减少了12片,第三天还是减少了12片,就这样从开始的72片树叶一直减12,直到剩下的树叶为0。
23条蚕时,第一天下来只剩下了64片树叶,减少了8片,第二天减少了8片,第三天还是减少了8片,就这样从开始的72片树叶一直减8,直到剩下的树叶为0。
21条蚕时,第一天下来只剩下了66片树叶,减少了6片,第二天减少了6片,第三天还是减少了6片,就这样从开始的72片树叶一直减6,直到剩下的树叶为0。
这个规律是怎么形成的?
27条蚕,每天吃掉15片新叶还不够,只能吃原来的12片老叶,于是老叶每天减少了12片。
23条蚕,每天吃掉15片新叶还不够,只能吃原来的8片老叶,于是老叶每天减少了8片。
21条蚕,每天吃掉15片新叶还不够,只能吃原来的6片老叶,于是老叶每天减少了6片。
这个规律是什么呢?
原来研究过一直减就是除法,以上的表格可以用以下办法来计算:
27条蚕时,72 / (27 - 15) = 72 / 12 = 6
23条蚕时,72 / (23 - 15) = 72 / 8 = 9
21条蚕时,72 / (21 - 15) = 72 / 6 = 12
养多少条蚕就可以保证桑叶不会被吃尽呢?
面对这个新问题,Alex开始了试算大法:
养1条蚕时,每天的桑叶多出14片,可以一直养下来,但是养的蚕太少了。
养16条蚕时,72 / (16 - 15) = 72 / 1 = 72,72天时桑叶被吃尽了,养的蚕多了。
养14条蚕时,每天的桑叶多出1片,可以一直养下来。
Alex算到这说到:“看看15天蚕合适不合适?72 / (15 - 15) = 72 / 0、、、”
犹豫了半天,Alex喊道:“72 / 0等于多少啊?老师说除数不能为0。”
我再三启发Alex去想象原来的研究过的问题,Alex仍然想不起来,我只好叫Alex自己去另一个屋想想。
少顷,Alex钻了回来,脸上带著喜悦,说到:“爸爸,我发现 72 / 0 = 无穷大。”
我说:“哦,为什么?”
Alex回答:“养15蚕,不多不少正好把新树叶吃完,这样每天吃每天长,可以一直吃下去。”
于是,我在Alex等式后面给他加上了一个大大的无穷大
72 / 0 =
∞
数学老师计算XYZ的巧妙办法
我和Alex讨论画图解XYZ得方法时,Alex告诉我:“我们老师教给我们一个简便的方法,不用凑数,也不用画图。不过今天太晚了,明天告诉你吧。”
第二天,Alex早把自己的承诺忘到九霄云外了,经我再三提醒,Alex终于告诉我了这个秘笈:
“你看,x + y + z = 17, x + y = 10。那么(x + y) + z = 17,也就是 10 + z = 17,10加多少等于17呢? z = 7。同样的方法,就可以计算出 x 和 y。”
我问:“为什么可以这样呢?”
Alex:“不知道,这样做是对的。”
我说:“你还记得我们曾经做过的天枰吗?”
Alex:“记得啊。”
于是我按照下帖中准备的天枰研究走了一遍。
http://ww123.net/baby/viewthread ... ;page=36#pid4668711
假设老树叶的数量为X,每天的新树叶的数量为Y
在近一星期的牛顿问题研究后,我和Alex迎来了又一个轻松的周6早晨。我的周末通常起得比较晚,Alex早已经兴致勃勃地玩开了他的玩具。
我躺在床上,把Alex叫了过来,对他说道:“我忽然想到,咱们可以用老师讲的XY方法做牛顿问题吗?”
Alex爽快地说:“可以啊,咱们至少可以试试。”
我说:“哦。那你把桑叶问题的前2个条件做出等式来吧,假设老叶的数量为X,每天产生的新叶为Y。”
于是,Alex回到自己的书屋,做出了一下等式,拿给我看:
x + 6 x y = 27 x 6 = 162
x + 9 x y = 23 x 9 = 207
我建议Alex不要在 6 和 y 之间写乘号,容易混乱。
x + 6y = 27 x 6 = 162
x + 9y = 23 x 9 = 207
Alex问到:“下一步怎么做呢?”
我建议到:“昨天,我们用天平做的,你现在也可以用天平做啊。”
Alex画了一会天平,继续写到:
3y = 207 - 162 = 45
y = 45 / 3 = 15
“3y = 45,这就是23天蚕后三天多吃出来的新叶啊。”Alex说道。
听到这话,我心里一喜,这点小看法极其重要,Alex找到了方程式的凭借,这并不是单纯的代数。
以后做代数的时候,同学们就会发现,验证代数式是否正确的基本方法就是找到代数式的实际意义,把抽象的方程式和问题的具象联系在一起。例如,检查方程式中每个数据的单位也是这种方式的一种具体手段。
以后便顺理成章地解出了其它的问题。
后记
终于写完了这篇长长的桑叶问题。老师常说"厚积薄发",原来不单指学习,也指老师备课,也指BBMM们备案啊。前段时间,在旺旺上讨论了很多类似地问题,在已然成竹在胸的情况下,桑叶问题顺利告破,甚喜。
Alex问:“爸爸,牛顿解决了牛顿问题吗?”
我说:“不知道,我猜想牛顿是大科学家,他应该解决了吧。”
Alex有点失望:“我还以为牛顿没解决了,那我岂不是成了第一个解决牛顿问题的人了!”
我说:“当科学家哪有这么容易啊!不过你要是一直这样勤学好问,一定能成为科学家的。”
Alex又说道:“那个 XXX 他们能解牛顿问题吗?”
看起来Alex的炫耀之心不死啊。记得《我的团长我的团》里边,丧门星说过:“师傅说过,我们学武功不是用来炫耀给别人看的。”
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本帖最后由 ccpaging 于 2009-5-9 23:24 编辑 ].