16.拼綴圖案
這個活動是研究鑲嵌與平面圖案的極佳范例,包含了對稱、面積、角度、轉換的概念,以及設計單元的概念.通過這個活動還可以練習幾何繪圖,培養創造力.
17.趣談減法
這個活動的構思來自一位老師,他說:“這使我的孩子快樂地做了好幾個小時的減法.當數字愈來愈大時,驗算會是一場惡夢,不過我用電腦程序來做.”
所以,你的下一個作業就是寫一個程序!
由于數字差形成的方式,使得數字愈來愈小,因此序列以有限個步驟到達終點.若起始時最大數字與最小數字的位置相對,應在5個步驟之內到達終點,但若是位置不同,則能以相當小的數字形成更長的序列.要注意的是,0通常可被取為最小的數字,因為由任何起點開始,例如從(8,17,3,9)開始所形成的差,與減去最小數字之后,即以(5,14,0,6)作為起點所形成的數字差是相同的.
下列的解是一位中學女生得出的.
對此問題作代數分析相當困難,因為每一階段的計算都是|x-y|而非(x-y).
將這個活動與以三角形起始的類似活動比較是相當有趣的事,兩者的結果有何差異?其他多邊形的情況又是如何?
18.猜數字
上完課下課前可以玩這個游戲以利用剩余的時間,這對培養邏輯推理能力相當有幫助.推廣至三位數也可以,但可能要猜許多次,而使大部分的學生失去興趣.
19.追蹤單詞
所隱藏的單詞為DISCOVERY.總共有784個可能的“單詞”.
本題的目的是要找出計算所有可能“單詞”的系統化方法.為了避免遺漏任何單詞或是把某些單詞算了兩次,需要有一套策略與標記方法.
作者以如圖1所示的方法將方格標上號碼,然后在將號碼記錄成九位數之前,在紙上畫出不同的路徑.運用鏡像對稱與旋轉對稱的原理,就可以很清楚地看出,所有的基本路徑都可以重復8次.圖2所示就是本題的解125349876經旋轉與反射后的路徑.所以只需要找到98個基本解,而這些解又可分為3種基本類型.
(1)以1開始的路徑,并在第一次離開主對角線后即在主對角線的上方移動.
共有69種路徑,部分路徑見圖3,以顯示其復雜的變化.
所有路徑以下列九位數表示列出.
(2)以2開始的路徑,并在第一次離開對稱垂直線后移動至右方.共有25種路徑,部分路徑如圖4所示.
(3)以5開始的路徑,移向1或2,然后移至右方.只有4種路徑,如下所示:
512349876 512349867 512678943 523498761
這道謎題是由謝菲爾德綜合技術學院(Sheffield Polytechnic)的波蒂斯(Hugh Porteous)首先介紹給作者的,他還提供了可以計算出解答的電腦程序.
20.質數鴻溝
本題是要研究質數的分布.可使用質數表,或是利用電腦程序.下列5組數之間沒有質數:1129與1151,1327與1361,1637與1657,1669與1693,1951與1973.
很容易就可以證明任何長度的非質數序列都可能存在.假設要證明長度為100的非質數序列存在,可考慮下列序列:
101!+2,101!+3,101!+4,…,101!+100,101!+
因為形式為101!+n的數,n為其因數,n=2,3,4,…101,故在所給的100個連續數的已知序列中每個數都不是質數.很顯然,此法可加以推廣.