英国著名发明家詹姆斯·瓦特(1736—1819)在获得蒸汽机专利后,不仅成为了波士顿瓦特公司的老板,还加入了英国皇家学会,因此引起了众多贵族的嫉妒。据传,在一次皇家音乐会上,一位贵族故意挑衅地说:“乐队指挥手中的棒子在物理学家眼中只是一根棍子罢了。
”对此,瓦特从容回应道:“确实,它只是一根棍子,但我可以用这三根棍子摆出12个直角,你做不到。”
这个故事激发了我们的好奇心,让我们一同探索这个有趣的数学谜题。
桌面挑战
首先,我们尝试在桌面上摆放三根指挥棒,看看能否摆出12个直角。我们可以先将最下面的一根指挥棒向左移动,就能形成6个直角(如图2所示)。接着,将图2中下方的指挥棒向上移动,可以摆出8个直角(如图3所示)。
此时,无论怎么摆放,直角数都不会超过8个。因此,我们得出结论:在桌面上,用三根指挥棒无法拼出12个直角。
空间创新
瓦特没有说“我能在桌面上拼出12个直角”,因此我们需要跳出平面的限制,考虑空间布局。
假设我们用两根指挥棒十字交叉放置在桌面上,第三根指挥棒垂直于桌面并与交叉点相连(如图4所示)。这时,只能形成8个直角。
接下来,我们将这两根指挥棒从桌面上抬起,使其紧贴第三根垂直指挥棒向上移动(如图5所示)。这时,奇迹发生了——12个直角出现了!
火柴游戏:4个三角形的挑战
既然我们已经解决了指挥棒的难题,不妨再来一个更有趣的挑战:用6根火柴组成4个三角形。这听起来似乎是不可能的任务,但通过巧妙的布局,我们同样可以实现这一目标。
创意布局
我们可以在平面上巧妙地排列这6根火柴,形成一个六边形的框架,然后利用火柴的交叉点来构建四个小三角形。具体操作步骤如下:
1. 形成六边形:首先,用6根火柴组成一个六边形。
2. 构建三角形:在六边形的内部,利用火柴的交叉点构成四个小三角形。
这样,我们就成功地用6根火柴形成了4个三角形,完美解决了这个看似不可能的问题。
通过这两个有趣的数学谜题,我们不仅锻炼了思维能力,还学会了跳出常规思维的局限。无论是用指挥棒摆出12个直角,还是用火柴构建4个三角形,都体现了数学的奇妙之处。希望这些挑战能激发你对数学的兴趣,让你在解题的过程中享受乐趣。
让我们一起继续探索更多的数学奥秘吧!