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初中趣味数学:发现“回文数字算式”的对称美

时间:2022-09-04 04:17:54

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初中趣味数学:发现“回文数字算式”的对称美

在生活或艺术作品中,对称的物体或图形比例协调,显得平衡、庄重,可以让人获得一种圆满匀称的美的享受。当然,这种对称美,不仅来自于日常生活、艺术图案、建筑造型,还来自于古典诗歌、联句答对的“回文联”、“回文诗”中,比如一些脍炙人口的联句:

“斗鸡山上山鸡斗;龙隐洞中洞隐龙。”

“雾锁山头山锁雾;天连水尾水连天。”

“客上天然居;居然天上客。”

“心清可品茶;茶品可清心。”

“贤出多福地;地福多出贤。”

“僧游云隐寺;寺隐云游僧。”

还有很多有趣的回文诗,笔者比较喜欢的是一位晚清教育家曹鸿年写的这首回文诗:

“寒风晓日映沙滩,日映沙滩竹报安。

安报竹滩沙映日,滩沙映日晓风寒。”

但今天要说的不是文学的浪漫感觉,而是数字算式的对称之美,因为整个算式写下来类似于上面的回文诗,姑且称作“回文数字算式”吧!(名称有点长,简称“回文式”不知如何?)下面我们一起来看这样几个式子:

41×154=451×14,

13×341=143×31,

72×297=792×27,

26×682=286×62,

53×385=583×35,

61×176=671×16,

…………

大家看过这些美丽的算式之后,是不是已经发现这些算式蕴含的数学规律了?好的,我们就用数学的方法来拨云见雾,看清美丽外衣下的本质。

先看等式左边的,那个两位数,我们用a来表示两位数的个位数字,b来表示两位数的十位数字,它们的数字之和不超过9,不小于2,即2≤(a+b)≤9则这个两位数的表达式为(10b+a);三位数和这个两位数有密切关系,百位上数字是两位数的个位数字a,十位上是两位数的两个数字之和(a+b),个位上是两位数的十位数字b,所以这个三位数可以写成表达式:

100a+10×(a+b)+b,合并之后为:

=11(10a+b)。

由此可以看到,等式左边可以写成整式的乘法形式,即:

11(10a+b)(10b+a);

再来看等式的右边,与上面的道理相同,而且数字没变又是“回文”,我们可以直接得到三位数的表达式为:

11(10b+a),两位数的表达式为:

(10a+b),左边的等式由此可以转化为整式的乘法形式,即:

11(10b+a)(10a+b)。

很显然,等式左右两边相同,结果自然一样,只不过遗憾的是,当我们用数学的严谨证明了它们的内在规律之后,字母表达式就失去了数字算式本有的优美,所以,我们还是记住“回文式”最初的美好吧!

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