国际象棋中的数学问题
摘自小学数学网
一个国际象棋盘,是一个8×8的64方格,欧拉曾研究过棋盘上马的跳跃问题,他证明了,存在一个马的跳跃路线,从一点出发,经过每一格一次且仅一次。最后又跳回到初始点。
上述的这样一个马步跳跃路线,称为棋盘上的马步哈密顿回路;如果不限制最后一步还要能跳回到始点,则称为马步哈密顿路。定义m,n是正整数,一个(m,n)马,是指在一个充分大的棋盘上一步可纵横跳m,n个格或n,m个格。于是,国际象棋的马是(1,2)马。下面给出一个定理,它刻画了(2,3)马和(1,2)马的本质区别。定理从8×8棋盘上任一点出发,均不存在(2,3)马的马步哈密顿路。证把8×8棋盘分成A,B两个区,分两种情形证明:
(1)若起始点在A区,存在(2,3)马的马步哈密顿路,由于从A区的任一方格经一步(2,3)马,它可以到A区的一格或B区的一格;而由B区的一格经一步(2,3)马只能跳到A区的一格,注意到A区的方格数和B区的方格数是同样多的,所以必须从A区到B区,再由B区至A区的交替跳跃,才可能不重复地跳遍A,B两区。另一方面,我们把棋盘依黑白两色染色,这样,从A区的白(黑)格,经一步(2,3)马,必到B区的黑(白)格,再从B区的黑(白)格经一步又回到A区的白(黑)格,如此下去,则只能跳过A区的白(黑)格和B区的黑(白)格,这和其存在(2,3)马的马步哈密顿路相矛盾。
(2)若起始点在B区,若存在着马步哈密顿回路,则(2,3)马不能交替地在B区与A去之间跳跃,否则归约到情形(1)的类似证明。于是,存在一步且仅有一步从区到区的跳跃,这是因为A区与B区的方格数相等,从B区的方格经一步(2,3)马必须跳到A区的缘故。考虑下面的3行,现考虑(2,3)马在P,Q,R之间的跳跃。若P,Q,R均尚未跳过。有以下情形:(i)(2,3)马首先跳到P点(首先跳到R的情形是类似的),由A,B区的构造,知必是A区跳到P点的。继而由(2,3)马从P至Q,Q至R.如果只不是最后一个未跳过的点。则下一步必须跳至A区的某一点。这样就出现了在A区之间的2次跳跃,因此R就是最后一个未跳过的点。当R是最后一个未跳过的点时,则考虑点S,T,U之间的(2,3)马的马步跳跃。当先跳到S或U时,由上述讨论可知,在S,T,U间会出现第2次从A区到A区的跳跃;当先跳到T时,由下述(ii)的推理知至少出现两次从A区到A区的跳跃。
(ii)(2,3)马首先跳到Q点,则(2,3)马从Q至P,P必至A区,经若干步又由A区跳到R点,至少出现2次从A区至A区的跳跃。(Q先至R后到P,讨论相同)
若从Q不跳到P或R点,它必跳到A区的某一点,则在以后的跳跃中,必然会出现一次从A区跳至P点,一次从A区跳至R点,同样会出现至少2次的从A区至A区的跳跃。总之,至少存在着2步从A区至A区的(2,3)马的跳跃,这与存在(2,3──马马步哈密顿路及A区,B区方格数相等相矛盾,定理证毕
1、找朋友玩法:每个幼儿一张卡片,卡片中一半是7以内数组成的其中一个形式,另一半是7以内数;音乐响起,幼儿自己找到朋友后,大声说出一个数的分解与组合。如:2和5组成7,7可以分成2和5;最快找到朋友的幼儿获得小红花先离场。
2、'蝴蝶'找'花'
玩法:卡片上大花一朵,分别有2~7的数字;蝴蝶卡数十张,每只"蝴蝶"上有试题或分解符号及一对数字。把卡片-字排列,帮"蝴蝶"逐一找到与它身上的式题数量相对应"花",每人必须帮5只以上的"蝴蝶"找到"花"。
3、母鸡'"下'蛋'
玩法:卡片上母鸡各一只,分别标有3~7的数字;"鸡蛋"数十个,每个上面标有分解符号及一对数字;把几只"母鸡"按顺序排列,按总数与两个部分数的关系逐一把"鸡蛋"送回"母鸡"身边。
4、撒树叶玩法:双面树叶若干;卡片上方的中间有数字和分合符号、卡下面有一组一组的插入袋;1~6数字卡若干。按分解组合卡提供的数字取相应量的实物。把实物(树叶或果壳)撒在胶板上,然后将其分成两份,点数每份是多少,分别用数字表示(插在袋上),且每组数字分法不能相同。
5、瓶子宝宝排队玩法:以每条跑道为例:高矮不同的塑料瓶子4个,分别用色纸装饰瓶身,如眼睛,嘴巴等。放在对面的一桌子上。幼儿从起点处跑至对面,把桌子上的瓶子从左到右(或从右到左)按高矮顺序排列好,再返回起点处冲线,以排队排得对又快的幼儿为胜。
6、小小统计员玩法:先让幼儿用各种几何图形自由拼搭物体,并将其粘贴在统计表左边的空白处,然后再从数、量、色、形等角度统计拼贴物体所用的几何图形片。引导幼儿按开头统计所用图形片的数量,并在统计表中填写;也可增加难度,在统计表左方涂上红、黄、蓝等颜色,然后统计出相应的图形片数量,如红色三角形有几个,黄色圆形有几个,蓝色长方形有几个等,并用较清晰的语言表达自己的统计结果。
7、开火车玩法:提供情景道具,玩开火车的游戏,让幼儿巩固练习6以内的序数,正确运用"第几"表示物体顺序。如:在火车票上写上数字,幼儿要根据数字上的第几号车厢找座位。
8、送信玩法:全体幼儿带上自己准备好的礼物坐"火车"去动物园,幼儿根据要求送信(小朋友送的信要和动物身上的数一样多),教师与幼儿共同检查信送得是否正确。
9、小剧院玩法:不同颜色的票代表不同的排,不同数字代表不同的号,幼儿购票入场,坐相应的排和号,老师查票,请幼儿说出自己是几排几号。
10、找小动物玩法:要求幼儿能正确迅速地说出"xx动物住在第x层楼"(请几名小朋友蒙上眼睛,到前面来摸一个小动物,睁开眼睛后说出什么小动物的家住在第几层楼)。
11、蝴蝶找花玩法:10名幼儿扮花儿,3名幼儿扮蝴蝶。音乐开始时3只蝴蝶在10朵花之间飞舞,音乐停止时,蝴蝶停在任意一朵花后。要求幼儿根据蝴蝶停的位置,说一说哪种颜色的蝴蝶停在第几朵花后。
12、坐火车玩法:送小动物上火车的小朋友先数数火车有几节车厢,再送小动物上火车,每种小动物坐一节车厢,然后说说"xx小动物坐在第x节车厢"或"第x节车厢坐的是xx动物"。做好后帮它们更换位置再说。
13、排队玩法:音乐响起,全体幼儿自由活动,音乐停,5个小朋友迅速手拉手站在一起,数数全组有几个小朋友,然后以一个幼儿为首,小朋友观察自己的位置,说说"我排第x"。
1、找朋友玩法:每个幼儿一张卡片,卡片中一半是7以内数组成的其中一个形式,另一半是7以内数;音乐响起,幼儿自己找到朋友后,大声说出一个数的分解与组合。如:2和5组成7,7可以分成2和5;最快找到朋友的幼儿获得小红花先离场。
2、'蝴蝶'找'花'
玩法:卡片上大花一朵,分别有2~7的数字;蝴蝶卡数十张,每只"蝴蝶"上有试题或分解符号及一对数字。把卡片-字排列,帮"蝴蝶"逐一找到与它身上的式题数量相对应"花",每人必须帮5只以上的"蝴蝶"找到"花"。
3、母鸡'"下'蛋'
玩法:卡片上母鸡各一只,分别标有3~7的数字;"鸡蛋"数十个,每个上面标有分解符号及一对数字;把几只"母鸡"按顺序排列,按总数与两个部分数的关系逐一把"鸡蛋"送回"母鸡"身边。
4、撒树叶玩法:双面树叶若干;卡片上方的中间有数字和分合符号、卡下面有一组一组的插入袋;1~6数字卡若干。按分解组合卡提供的数字取相应量的实物。把实物(树叶或果壳)撒在胶板上,然后将其分成两份,点数每份是多少,分别用数字表示(插在袋上),且每组数字分法不能相同。
5、瓶子宝宝排队玩法:以每条跑道为例:高矮不同的塑料瓶子4个,分别用色纸装饰瓶身,如眼睛,嘴巴等。放在对面的一桌子上。幼儿从起点处跑至对面,把桌子上的瓶子从左到右(或从右到左)按高矮顺序排列好,再返回起点处冲线,以排队排得对又快的幼儿为胜。
6、小小统计员玩法:先让幼儿用各种几何图形自由拼搭物体,并将其粘贴在统计表左边的空白处,然后再从数、量、色、形等角度统计拼贴物体所用的几何图形片。引导幼儿按开头统计所用图形片的数量,并在统计表中填写;也可增加难度,在统计表左方涂上红、黄、蓝等颜色,然后统计出相应的图形片数量,如红色三角形有几个,黄色圆形有几个,蓝色长方形有几个等,并用较清晰的语言表达自己的统计结果。
7、开火车玩法:提供情景道具,玩开火车的游戏,让幼儿巩固练习6以内的序数,正确运用"第几"表示物体顺序。如:在火车票上写上数字,幼儿要根据数字上的第几号车厢找座位。
8、送信玩法:全体幼儿带上自己准备好的礼物坐"火车"去动物园,幼儿根据要求送信(小朋友送的信要和动物身上的数一样多),教师与幼儿共同检查信送得是否正确。
9、小剧院玩法:不同颜色的票代表不同的排,不同数字代表不同的号,幼儿购票入场,坐相应的排和号,老师查票,请幼儿说出自己是几排几号。
10、找小动物玩法:要求幼儿能正确迅速地说出"xx动物住在第x层楼"(请几名小朋友蒙上眼睛,到前面来摸一个小动物,睁开眼睛后说出什么小动物的家住在第几层楼)。
11、蝴蝶找花玩法:10名幼儿扮花儿,3名幼儿扮蝴蝶。音乐开始时3只蝴蝶在10朵花之间飞舞,音乐停止时,蝴蝶停在任意一朵花后。要求幼儿根据蝴蝶停的位置,说一说哪种颜色的蝴蝶停在第几朵花后。
12、坐火车玩法:送小动物上火车的小朋友先数数火车有几节车厢,再送小动物上火车,每种小动物坐一节车厢,然后说说"xx小动物坐在第x节车厢"或"第x节车厢坐的是xx动物"。做好后帮它们更换位置再说。
13、排队玩法:音乐响起,全体幼儿自由活动,音乐停,5个小朋友迅速手拉手站在一起,数数全组有几个小朋友,然后以一个幼儿为首,小朋友观察自己的位置,说说"我排第x"。
14、小鸭吃鱼玩法:在纸上画上要求的各类型鱼,然后剪下。把这些纸鱼散扔在地上。跟孩子说:"你是个小鸭鸭,饿肚子了,想吃这些小鱼,小鸭想,我一样一样地吃,比如先吃长鱼短尾巴的,再吃长鱼长尾巴的,就这样,一样一样地吃,并且边吃边数"(把纸鱼拣到一纸盒内就算吃了)。
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