2010年3月29日星期一

動手不如動腦,愛的數學題時間到~

剛剛上網逛了一下,發現了這有趣的東西,數學越來越融入我們的生活了,雖然一向如此,但現在可以在更多方向很明顯的看出來。




說到鬧鐘的概念,想來已經轉被動為主動了,除了有一大早跑給你追、走動感路線的逃跑鬧鐘,現在則又有了個走智慧路線的算術鬧鐘,基本訴求一樣,就是要鬧到你願意起床好好面對它、接受它,處理它、它才肯放下你~

中間和左邊的白色數字區是可以轉動的,每天時間一到,它左邊的顯示區就會隨機出現數學符號,你要把那個式子的答案正確地按出來,鈴聲才會停。不用一早為了追鬧鐘摔下床扭到腳、也不用怕鬧鐘啪地一聲被按掉後你要面臨遲到地獄,雖然算式只有簡單的加減乘除(可能會有人想來點進階數學,誰知道呢~),但是在鳥語花香的一大早來個簡單的數學算式醒醒腦,感覺好像一整天都會很聰明呢!

一個算術鬧鐘售價 2,625 日幣,折約台幣 950

文章轉貼至:http://chinese.engadget.com/2010/03/27/twist-budzik-ktory-postawi-na-rowne-nogi-zwlaszcza-humanist/

2010年3月21日星期日

一元不翼而飛了

三個客人去住旅館,每人付了10元,後來老闆發現多收了5元,於是叫服務生把錢退還給客人,服務生發現5元不能被3整除,覺得要退給他們很為難,於是自己扣留下了(就是A走了)2元,再退回每位客人一元。
好了問題來了,現在是每位客人出了9元,三位共出了27元,再加上服務生手上的2元,總共29元,怎麼少掉了一元了呢?一開始不是30元嗎?


相信以上的問題很多人都見過,也常被人問到吧。那你們已經清楚這問題是出在哪了嗎?若還不清楚,那很高興的我能為你解答你的疑惑,希望看過我的解釋後,你能更清楚明白數學對我們的重要性,哈哈.....
廢話不多說,我們就來正解吧。

其實很多人都說少了1元,怎麼沒有人說是多了2元呢?一開始的30元包括了退還給客人的3元在內啊,那麼說來,算總數時不是應該要加上這三元嗎?按照上面的算法,應該是29+3=32元,多出了兩元了,而不是少掉了1元。

但是,很明顯的,我們的邏輯,我們的理智都在告訴我們,以上的結論是錯的,因為錢是不可能無中生有的,物理和化學都讀到物質不烕定律,沒有東西是可以無中生有的。那要怎樣解釋現在這種情況呢?

讓我們把題目再讀一次,然後放空自己的腦袋,再想一想吧。

首先客人各給了10元,所以老闆總共收到了10x3=30元
過後老闆退回了5元,所以老闆手上的錢是30-5=25元
這時服務生手上有5元
這5元中,服務生A走了2元,各別還給客人每人1元,所以這時服務生2元,客人總共是3元。
那加起來是多少?25+2+3=30元,不多不少。

咦?你們是不是要說,我根本沒解釋到那個少掉一元的情況到底是怎麼回事啊對不對?
好吧,我們再想想,客人各拿回了1元,也就是說每位客人付了9元的住宿費。所以共有9x3=27元
這27元分別被誰拿走了呢?老闆拿了25元,服務生拿了2元,不多也不少。

或許有人會說:“不對不對,你還是沒解釋到啊。”
如果你還是不明白問題出在哪,那麼我就說得更明白一點吧
在你計算9x3元=27元時
這27元裡已包括了服務生的2元,這27元並不是全部被老闆拿走,所以不應該會出現27+2=29元的式子
不然服務生的2元會被重複算
這樣的解釋你明白了嗎?搞清楚問題出在哪了嗎?你還敢說我只要學會數學的加減乘除就可以了,反正生活中都用不到課本學的東西嗎?

其實很多時候人們都會不經意的犯以上的錯誤。前陣子我在學會面對我的財政,因為他買了一本財政簿,價錢是5塊錢,然後呢?他本身要交10塊錢的會費,結果他就說了這樣的一句話:“你先給我5塊錢,然後我再交5塊錢給你。”
嗯....看不出問題在哪?其實他是這樣想的,他買了財政簿5塊錢,所以學會要支付5塊錢給他,這合理囉,但他又想到反正他都要給會費,這5塊錢乾脆就從他要付的會費扣除,這樣他只需付5塊錢的會費就好了,所以就會出現以上的那句話了,先給他5塊,他再付5塊。問題就出現他買財政簿的錢已重複算了。

最簡單的加減乘除,若你沒有清晰的邏輯思維,有時也會被人騙到團團轉的,結果卻在事後才發現自己被騙了,為時已晚了。學數學不是要你們學那些公式什麼的,最重要也是最精髓的是它的邏輯思維,不要為了解題而解題,公式套一套得到答案了很高興,結果腦袋是沒運轉到,其實是什麼都沒學到。

這是昨天一位學生(鄭偉勝)跟我說的話,他說是他很喜歡的一句話:“做學問要在無疑處有疑,做人要在有疑處不疑!”
願你們在學習的路上不要害怕遇到問題,而是害怕找不到問題,因為這才是最可怕的,不知道自己的問題在哪。

2010年3月20日星期六

矩陣的介紹及其運算(加減法)

矩陣(matrix)是在一括弧內填入了nxm個數字的東西。像


都是矩陣。
矩陣在日常生活中常看見,曾常的被使用著。像火車站的告示牌、飛機場裡飛機起飛和抵達的班次告示牌。更深一層則有像數字圖像的處理,控制系統、機械人技術、解多元方程組、在物理方程裡也有很多是以矩陣來表示的,尤見量子力學,另外理論化學啦、工程技術啦、國民經濟、航天技術等領域都會應用到矩陣。基於本人的知識有限就不一一道明了,免得講多錯多誤導了你們,嘻嘻.....

若你真的很感興趣你可以做一個實驗,拿一張照片,然後把它不斷的放大來看,你會慢慢的看到這張照片是由許多小方格所組成的,其實這些小方格都是一個小矩陣,整張照片是一個很大的矩陣。在電腦裡要區別顏色只要給他不同的數字就好了(隨便打開WORD或什麼的進入調色盘就可以知道電腦裡的顏色只要給三原色紅、藍、緣不同的數字就可以調出不同的顏色)。所以我們只要給那些小矩陣填上些數字就可以讓它表現出應有的顏色了。這樣做還有一個好處就是當你要壓縮照片而不便照片失真時,也可以應用矩陣去處理,把一些可以除掉的地方給去掉。
應用的介紹就到此吧,想知道更多的可以自行上網搜索或是問問大學的教授等的。

現在讓我們來正式的介紹矩陣的種類、表示法及基本運算。
矩陣一般上我們以大寫的英文字母來表示如A,B,C,X,Y等的。矩陣到底是什麼意思呢?從中文的字面看來,所謂矩指的就是矩形(長方形及正方形)的意思,陣指的是陣列的意思,也就是矩形的陣列。
正因為他是矩形,所以可以有很多種不同的形式,我們就引入一個名詞叫做阶(order)。什麼叫做阶呢?我們就用實例來說明吧。

我們把mxn個數排成m行(row)n列(column)如上圖所示。則這矩陣我們說它有mxn阶。要如何去記前面的數字是哪個呢?可以用這方法來記"橫行霸道者衝向前",所以行的數字寫在前方,列的寫在後方。
矩陣裡的原個數字都是這矩陣的元素(element),我們可以以來表示第i行第j列的元素。
其中若m=n時,我們稱這種矩陣叫做n阶方陣(quare matrix of order n);m=1时則稱作行矩陣(row matrix);n=1時則是列矩陣(column matrix)例如:


比照實數:
1)實數有三一律(大於、小於或等於),但矩陣沒有,矩陣只有相等或不相等
2)實數有0(既任何數加上它還是它本身,在代數裡我們稱這樣的元素為加法的identity element),矩陣相同有這樣的一種矩陣,我們以O來表示,稱它為零矩陣(zero matrix或null matrix)。當然O是任意阶的矩陣,並不唯一。
3)實數有1(既任何一個數乘上它還是它本身,乘法的identity element),矩陣也有這樣的一種矩陣,我們稱他做單位矩陣(identity matrix)
4)實數有四則運算(加減乘除),矩陣只有加、減和乘,沒有除法。
其它的以後講到時再提。

我們先來看什麼叫相等矩陣,兩個矩陣要相等,它的條件是什麼?
一、A、B兩個矩陣相等,則
1. A、B兩個矩陣的阶一樣
2. 對所有的i,j,=,即相對應的元素都要相等。

例:


二、零矩陣O
矩陣內所有元素都是0,則稱此矩陣為零矩陣。例:

因為零矩陣可以是任意阶,所以並不唯一

三、矩陣的加減法

注:
1.矩陣A和矩陣B可以相加的條件是A和B的阶必須要相等
2.矩陣的加法和減法都滿足了交換律A+B=B+A及結合律(A+B)+C=A+(B+C)
3.A+O=A(O為零矩陣)

實例:
1.


2.


3.


4.


嗯....
帖子太長了,等下看不下去,就此先暫停吧
其餘的下次再弄

2010年3月19日星期五

友誼=2倍重的愛情

今天收到了這樣一封sms
A=1斤
B=2斤
C=3斤
以此類推....
那麼
L+O+V+E=X
F+R+I+E+N+D+S+H+I+P=Y
求Y/X
我的直覺我告訴自己,這不用算,因為X=24,Y=25
所以Y/X=25/24
結果對方告訴我不是
叫我慢慢的算L+O+V+E=54
F+R+I+E+N+D+S+H+I+P=108
相比之下等於2
也就是說友誼是愛情的兩倍重要我們好好珍惜身邊的每一位朋友

這文章為什麼會被我貼到這裡
因為這也算是數謎吧......

如果要從數學的角度很嚴謹的去看的話,其實對方是沒有錯的,錯的是我
為什麼這樣說呢?
看完我的解釋你就懂了,讀過數學歸納法的人也會對數學歸納法有更深一層的認識
讓我們把SMS從頭再看一次
A=1斤
B=2斤
C=3斤
以此類推....
L+O+V+E=X
F+R+I+E+N+D+S+H+I+P=Y

ok到這裡先
如果根據我一開始的想法,那麼上述的最後兩個等式很顯然的是不成立的,因為左式不等於右式。那到底問題出在哪裡呢?
問題就出在以此類推這句話上,因為以此類推,所以我的直覺就認為X應該是24斤而Y應該是25斤,但題目並沒有告訴我們X=24斤,Y=25斤,那是我們自己的"猜測","直覺"而已

在學數學歸納法時,我們要証明一個等式是否成立,那要遵守兩個步驟
一、証明n=1(或第一個使等式成立的數)等式成立
二、假設n=k(k為任意自然數)時等式成立然後再去証明當n=k+1時,等式也成立
上述兩個條件,只要有一個不成立,那麼等式就不成立了

上述的sms(我們可以把題目改成第一個英文字母是1斤,第二個英文字數是2斤,証明第甲個英文字母是甲斤)
那麼,很顯然的
第一個條件
A=1斤等式成立
第二個件條卻不成立了,為什麼呢?
假設k個英文字母是k斤
X是第二十四個英文字母,理應為24斤(應用假設k個英文字母是k斤,這很重要!是數學歸納法的重要環節),但L+O+V+E=54不等於24=X
所以不成立
也就是說第二個條件不成立
根據上述的結果
那意味著我們只能說上述的以此類推最多只能到V時還成立,或是說只有上述提到的那幾個字母成立而已,其餘的都不成立。

從這個例子,我們看到了什麼?有什麼值得我們去思考的嗎?
在日常生活中,我們做事常常憑著自己的直覺去做,覺得對時就不再去求證的一頭塞進去做,結果到頭來卻發現了原來一開始,自己的直覺是錯的。做任何事情,我們都要三思而後行,不要被眼前的訊息所蒙騙了(像這SMS的以此類推,就是一個煙霧彈,讓人看不清事實),很多時候表面的東西都不能真正的反應對一件事情的真相,真相只有一個(柯南說的),至於如何找到真相就要靠我們自己的頭腦了,勤於思考吧各位,在還未得到任何明顯的證實時,千萬不要一味的相信自己的直覺;也不要因為自己的判斷錯誤而覺得可恥。在科學界裡,人人都在追求真理,但"真理"卻常因時代的不同而被推翻,然後沒有那些"真理"人們亦無法向前邁進。送各位一句話吧:做任何事情(不論是研究,決策等的)我們都要抱著大膽假設,小心求證的心理去做。這樣才不會讓我們裹足不前。

撇開數學不談,談談SMS要表達的意思。友誼是愛情的兩倍重,果真如此嗎?我覺得不止兩倍重,呵呵....人的一生中朋友多得是,而戀人再多也不會比朋友多吧。好好珍惜身邊的朋友,不要做個見色忘友之人啊,哈哈......不要到時後悔就來不及了,等你發覺朋友都遠離你時,想要挽回雖有亡羊補牢之可能性,但亦可能是蘇州過河無艇搭。


最後最後
至於什麼是數學歸納法嘛,有些人沒學過,也不懂,這有機會下次再鄭重的介紹。
在此謝謝您用心的把我這一時興起的文章看完:P

2010年3月16日星期二

二項式Binomial

先備知識:
指數的運算能力
nCr的運算能力


重點:
二項式的展開式(當n是自然數時)




二項式的通項



n為非自然數的展開式




特殊例子








實例

1.





2.



不要忘記寫"..."


3.



4.



5.



6.



7.




非自然數展開比較少用到,不做了。雖然非自然數展開可以用來求近似值,但在大學求近似值更常用的方法是用牛頓法。

如有不足的再告訴我啦,我再補充。

2010年3月15日星期一

前言

  人家寫書出書有前言,我雖然沒有出書的才華,只能在blog上胡亂的寫些東西,但還是想要來一小段的前言。
  為什麼會開這個blog,因為蠻多已畢業的學生向我要數學公式,要放到facebook上又覺得麻煩,因為過一段時間後那些內容就會被推到很後面去了,到時要看的人要找不容易,所以想說開一個blog,把相關的知識放到這裡來,這樣要查看就方便很多了。至於這個blog最終會搞成什麼樣子,我也不清楚,盡自己的力去經營好來吧。

  這裡取名為「數謎」,這數指的並非是數學的數,所以不應該念作shu4,因為我不想整個blog都只是數學公式例子的,這樣很無聊。這數應念作shu3,就是數個的意思,好幾種的意思,我想把這個blog發展成除了數學公式例子外,可能還會放一些數學家科學家的故事,放些超自然現象的東西上來,世界之謎的東西,因為我對這些東西都還蠻感興趣的,像百慕達、外星人、世界末日,天文的東西等的。從小對這些就很感興趣,至於大學怎麼跑去讀數學系了,說穿了.....還是不說穿,保留神秘,哈哈哈.....人因神秘而顯得有趣。

  至於網址是mmfaq這名命費了我好一些時間成完成的。本來一開始是想用oflyseng,但覺得這名字很俗,沒有任何意思,應該是除了我以外沒有人會去想用吧,一試果然如此,但想想這名字和我要放的內容沒什麼相關,所以就不用了,跟一位好朋友討論了一下要放什麼名字,結果就有了mathemagic、supernatural、mathematics、mathgic、mfaq、shumi等的,但都不能用最後終於讓我想到了mmfaq,mmfaq是什麼意思呢?他的全名是math and mystery frequently asked questions,會想到這名字就要拜那些天文學家給那些天文望遠鏡取的名字所賜了,有些機再跟你們說是怎麼回事,那些天文學家是怎麼給天文望遠鏡命名的。

  2010年3月16日,這個blog正式成立,雖然沒有剪彩人,而且數字的總和是2+0+1+0+3+1+6=13,13對西方人來說是很不吉利的數,但對數學家來說卻是很美的數因為它是一個質數,13很好記,一閃一閃亮晶晶,看來我的blog很可能就像這句歌詞一樣亮晶晶,要是真的如此我是不是要佩服寫這首歌的人,竟然可以事先預言了這件事?很白痴喔,沒辦法,我就是如此的"白目",見怪不怪。話不多說,等我把試卷什麼的弄好了,就要開始放些數學的東西上來了,因為太多人在SOS了,我的頭髮越來越少了,這可能是因為他們求救的訊號給害的,那些無形的念力波所至。(太會扯了吧)。