(二)成倍增长问题
成倍增长是指一列数的后一个数总是前一个数的2倍,成倍增长问题实质上是二进制问题:
05.烦人的老鼠
老鼠是一种啮齿动物,体形有大有小,种类繁多,有450多种,而且繁殖很快,生命力很强。
《尘劫记》中有这样一道数学题:“一对老鼠每个月生六对小老鼠。假设小老鼠长一个月后,每个月也生六对小老鼠,问:年末时总共有多少只老鼠?”
解析:
共(父母+仔)=1+6=7对
二月
生仔7×6对
共7×6+7=7×7=72对
简记为:
三月
生仔=72×6对
共=72×6+72=72×7=73对
简记为:
同理:
712对=712×2只=27682574402只
答:年末时总共有276亿8257万4402只老鼠。
06.长寿面的传说
传说汉武帝崇信鬼神,相信相术。一天他和大臣们聊到关于人的寿命长短的话题,汉武帝说:“《相书》上讲,人的人中越长,寿命越长。若人中1寸长,就可以活到100岁。”他的话刚说完,坐在他身边的大臣东方朔就大笑了起来。众大臣莫名其妙,都怪他对皇帝无礼。汉武帝问他笑什么,东方朔解释说:“我不是笑陛下,而是笑彭祖。如果人活100岁,人中1寸长,那么彭祖活了800岁,他的人中就8寸长,那他的脸有多长啊。”
众人听了也大笑起来,看来想长寿,靠脸长长点是不可能的,但可以想个变通的办法表达一下自己想长寿的愿望。
脸长即面长,于是,人们就借用长长的面条来祝福长寿,称之为吃“长寿面”。
拉面大王厉恩海在齐鲁美食节上大显身手,他先把一公斤面粉和成的面团拉长到1.265米;然后对折(称为1扣),再把它拉长到1.265米,这时面的长度是2.530米;然后再对折(称为2扣),再把它拉长到1.265米,这时面的长度是5.060米……短短10分钟,他一共拉了21扣。有人计算过,拉出的面丝总长度达到2652897.28米,更为叫绝的是25根面丝可同时穿过同一根针眼!
那么,拉面大王共拉出了多少万根面丝?
解析:
每对折一次,面丝成倍增长,一共拉了21扣,所以共拉出面丝
07.国王与麦粒
古时候,有位国王很喜欢下棋,他身边的官宦贵族中有不少棋迷和高手,但都赢不了国王。
有一天,国王派人写了一张告示,贴在城门上。大意是:国王酷爱下棋,天下百姓不分贵贱,谁能在棋桌上赢了国王,国王愿意重奖。
有位乞丐模样的人刚好路过此地,看完告示后,当即表示愿意与国王比赛下棋,原来他是家乡受水灾后出来逃荒的秀才。
国王把棋盘摆放在大厅内,召来文武大臣,一方面是为国王助威,另一方面是做比赛的裁判。国王与秀才的比赛开始了!国王胸有成竹,秀才不慌不忙。棋过三步后,秀才的棋艺开始显露,国王渐渐招架不住。一个时辰过去,国王连输了三盘,谦和地说:“这位秀才的棋术果然不凡,我甘拜下风。请问:你想要我奖励什么东西呢?是金银财宝,还是土地城池?”
秀才笑了笑,答道:“我一不要钱财,二不要土地,只需奖励我一些麦粒,以救家乡灾民百姓的生命,足矣!”
国王说:“那你打算要多少麦粒呢?”
秀才指了指棋盘说:“这张棋盘共有64个格,请你在第一格内放1个麦粒,每一格内放的麦粒数是前一格的2倍,依次放麦粒,一直放满棋盘的64个格。陛下,你就把这些麦粒奖给我吧!”
国王听罢,满口应允,并立即吩咐手下,按秀才的要求去仓库取麦粒。开始,用麻袋一袋袋取,后来用马车一车车拉,雇来几十个人轮流数麦粒。数过的麦粒按秀才的吩咐,直接派人运回家乡,分给灾区百姓。结果,仓库里的麦粒很快运完了,但是,64格棋盘还没有按秀才的要求“填满”。这到底是怎么回事呢?
解析:
这些麦粒,看起来不多,事实上,按照他的要求,需要在第一格内放1个麦粒,第二格内放1×2=2个麦粒,第三格内放2×2=4个麦粒,第四格内放(2×2)×2=8个麦粒……第六十四格内放个麦粒。再把所有格内的麦粒相加。算法如下:
=20+21+22+23+…+263
=18446744073709551615
这个数是20位数!据专家统计,每个麦粒的平均质量大约是41.9毫克,那么18446744073709551615个麦粒的质量就是
18446744073709551615×41.9
≈772918576688430221668.5(毫克)
≈772918576688430千克
≈772918576688吨