數(shù)學(xué)智力題及答案大全(5)
這樣的推理也許讓人覺(jué)得有點(diǎn)循環(huán)論證的味道，因?yàn)樯厦婺嵌瓮评碇邪?ldquo;如果別人也使用相同的推理”這樣的意思，在邏輯上這樣的自指式命題有點(diǎn)危險(xiǎn)。但是其實(shí)這里沒(méi)有循環(huán)論證，這是類似數(shù)學(xué)歸納法的推理，每個(gè)人的推理都建立在他后面那些人的推理上，而對(duì)于最后一個(gè)人來(lái)說(shuō)，他的身后沒(méi)有人，所以他的推理不依賴于其他人的推理就可以成立，是歸納中的第一個(gè)推理。稍微思考一下，我們就可以把上面的論證改得適合于任何多種顏色的推論：
“如果我們可以從假設(shè)斷定某種顏色的帽子一定會(huì)在隊(duì)列中出現(xiàn)，從隊(duì)尾數(shù)起第一個(gè)看不見(jiàn)這種顏色的帽子的人就立刻可以根據(jù)和此論證相同的論證來(lái)作出判斷，他戴的是這種顏色的帽子?，F(xiàn)在所有我身后的人都回答不知道，所以我身后的人也看見(jiàn)了此種顏色的帽子。如果在我前面我見(jiàn)不到此顏色的帽子，那么一定是我戴著這種顏色的帽子。”
當(dāng)然第一個(gè)人的初始推理相當(dāng)簡(jiǎn)單：“隊(duì)列中一定有人戴這種顏色的帽子，現(xiàn)在我看不見(jiàn)前面有人戴這顏色的帽子，那它只能是戴在我的頭上了。”
對(duì)于題1)事情就變得很明顯，3頂紅帽子，4頂黑帽子，5頂白帽子給10個(gè)人戴，隊(duì)列中每種顏色至少都該有一頂，于是從隊(duì)尾數(shù)起第一個(gè)看不見(jiàn)某種顏色的帽子的人就能夠斷定他自己戴著這種顏色的帽子，通過(guò)這點(diǎn)我們也可以看到，最多問(wèn)到從隊(duì)首數(shù)起的第三人時(shí)，就應(yīng)該有人回答“知道”了，因?yàn)閺年?duì)首數(shù)起的第三人最多只能看見(jiàn)兩頂帽子，所以最多看見(jiàn)兩種顏色，如果他后面的人都回答“不知道”，那么他前面一定有兩種顏色的帽子，而他頭上戴的一定是他看不見(jiàn)的那種顏色的帽子。
題2)也一樣，3頂紅帽子，4頂黑帽子，5頂白帽子給8個(gè)人戴，那么隊(duì)列中一定至少有一頂白帽子，因?yàn)槠渌伾悠饋?lái)一共才7頂，所以隊(duì)列中一定會(huì)有人回答“知道”。
題4)的規(guī)模大了一點(diǎn)，但是道理和2)完全一樣。100種顏色的5050頂帽子給5000人戴，前面99種顏色的帽子數(shù)量是1+……+99=4950，所以隊(duì)列中一定有第100種顏色的帽子(至少有50頂)，所以如果自己身后的人都回答“不知道”，那么那個(gè)看不見(jiàn)顏色100帽子的人就可以斷定自己戴著這種顏色的帽子。
至于5)、6)“有紅黃綠三種顏色的帽子各1頂2頂3頂，但具體不知道哪種顏色是幾頂，有6個(gè)人”以及“有不知多少人排成一排，有黑白兩種帽子，每種帽子的數(shù)目都比人數(shù)少1”，原理完全相同，我就不具體分析了。
最后要指出的一點(diǎn)是，上面我們只是論證了，如果我們可以根據(jù)各種顏色帽子的數(shù)量和隊(duì)列中的人數(shù)判斷出在隊(duì)列中至少有一頂某種顏色的帽子，那么一定有一人可以判斷出自己頭上的帽子的顏色。因?yàn)槿绻猩砗蟮娜硕蓟卮?ldquo;不知道”的話，那個(gè)從隊(duì)尾數(shù)起第一個(gè)看不見(jiàn)這種顏色的帽子的人就可以判斷自己戴了此顏色的帽子。但是這并不是說(shuō)在詢問(wèn)中一定是由他來(lái)回答“知道”的，因?yàn)檫€可能有其他的方法來(lái)判斷自己頭上帽子的顏色。比如說(shuō)在題2)中，如果隊(duì)列如下：(箭頭表示隊(duì)列中人臉朝的方向)
白白黑黑黑黑紅紅紅白→
那么在隊(duì)尾第一人就立刻可以回答他頭上的是白帽，因?yàn)樗匆?jiàn)了所有的3頂紅帽子和4頂黑帽子，能留給他自己戴的只能是白帽子了
【69】假設(shè)排列著100個(gè)乒乓球，由兩個(gè)人輪流拿球裝入口袋，能拿到第100個(gè)乒乓球的人為勝利者。條件是：每次拿球者至少要拿1個(gè)，但最多不能超過(guò)5個(gè)，問(wèn)：如果你是最先拿球的人，你該拿幾個(gè)?以后怎么拿就能保證你能得到第100個(gè)乒乓球?
首先拿4個(gè) 別人拿n個(gè)你就拿6-n個(gè)
【70】盧姆教授說(shuō)：“有一次 我目擊了兩只山羊的一場(chǎng)殊死決斗，結(jié)果引出了一個(gè)有趣的數(shù)學(xué)問(wèn)題。我的一位鄰居有一只山羊，重54磅，它已有好幾個(gè)季度在附近山區(qū)稱王稱霸。后來(lái)某個(gè)好事 之徒引進(jìn)了一只新的山羊，比它還要重出3磅。開(kāi)始時(shí)，它們相安無(wú)事，彼此和諧相處?？墒怯幸惶欤^輕的那只山羊站在陡峭的山路頂上，向它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手猛撲過(guò) 去，那對(duì)手站在土丘上迎接挑戰(zhàn)，而挑戰(zhàn)者顯然擁有居高臨下的優(yōu)勢(shì)。不幸的是，由于猛烈碰撞，兩只山羊都一命嗚呼了。
現(xiàn)在要講一講本題的奇妙之處。對(duì)飼養(yǎng)山羊頗有研究，還寫過(guò)書的喬治.阿伯克龍比說(shuō)道：“通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)，動(dòng)量相當(dāng)于一個(gè)自20英尺高處墜落下來(lái) 的30磅重物的一次撞擊，正好可以打碎山羊的腦殼，致它死命。”如果他說(shuō)得不錯(cuò)，那么這兩只山羊至少要有多大的逼近速度，才能相互撞破腦殼?你能算出來(lái) 嗎?
1英尺(ft)=0.3048米(m)
1磅(lb)=0.454千克(kg)
通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到撞破腦殼所需要的機(jī)械能是mgh=(30*0.454)*9.8*(20*0.3048)=813.669(J)對(duì)于兩只山羊撞擊瞬間來(lái)說(shuō)，比較重的那只僅僅是站在原地，只有較輕的山羊具有速度，而題目中暗示我們，兩只羊僅一次碰撞致死?，F(xiàn)在我們只需要求得碰撞瞬間輕山羊的瞬時(shí)速度就可以了，根據(jù)機(jī)械能守恒定律:mgh=1/2(m1v^2)可以得出速度。m1是輕山羊的重量。
【71】據(jù)說(shuō)有人給酒肆的老板娘出了一個(gè)難題：此人明明知道店里只有兩個(gè)舀酒的勺子，分別能舀7兩和11兩酒，卻硬要老板娘賣給他2兩酒。聰明的老板娘毫不含糊，用這兩個(gè)勺子在酒缸里舀酒，并倒來(lái)倒去，居然量出了2兩酒，聰明的你能做到嗎?
11,0-->4,7-->4,0-->0,4-->11,4-->8,7-->8,0-->1,7-->1,0-->0,1-->11,1-->5,7-->5,0-->0,5-->11,5-->9,7-->9,0-->2,7，這樣就有2斤了。
【72】已知： 每個(gè)飛機(jī)只有一個(gè)油箱， 飛機(jī)之間可以相互加油(注意是相互，沒(méi)有加油機(jī)) 一箱油可供一架飛機(jī)繞地球飛半圈，問(wèn)題：為使至少一架飛機(jī)繞地球一圈回到起飛時(shí)的飛機(jī)場(chǎng)，至少需要出動(dòng)幾架飛機(jī)?(所有飛機(jī)從同一機(jī)場(chǎng)起飛，而且必須安全返回機(jī)場(chǎng)，不允許中途降落，中間沒(méi)有飛機(jī)場(chǎng))
需要3架飛機(jī)(記為A，B，C)，A走完全程。如下圖，黑色箭頭表示飛行方向，紅色箭頭表示一架給另一架加油，紅色數(shù)字表示加油量整個(gè)油箱容量的比值。
【73】在9個(gè)點(diǎn)上畫10條直線，要求每條直線上有三個(gè)點(diǎn)?
【74】一個(gè)岔路口分別通向誠(chéng)實(shí)國(guó)和說(shuō)謊國(guó)。來(lái)了兩個(gè)人，已知一個(gè)是誠(chéng)實(shí)國(guó)的，另一個(gè)是說(shuō)謊國(guó)的。誠(chéng)實(shí)國(guó)永遠(yuǎn)說(shuō)實(shí)話，說(shuō)謊國(guó)永遠(yuǎn)說(shuō)謊話?，F(xiàn)在你要去說(shuō)謊國(guó)，但不知道應(yīng)該走哪條路，需要問(wèn)這兩個(gè)人。請(qǐng)問(wèn)應(yīng)該怎么問(wèn)?
問(wèn)：請(qǐng)問(wèn)你從哪里來(lái)?
回答肯定都是指向誠(chéng)實(shí)國(guó)的。
【75】在一天的24小時(shí)之中，時(shí)鐘的時(shí)針、分針和秒針完全重合在一起的時(shí)候有幾次?都分別是什么時(shí)間?你怎樣算出來(lái)的?
只有兩次
假設(shè)時(shí)針的角速度是ω(ω=π/6每小時(shí))，則分針的角速度為12ω，秒針的角速度為72ω。分針與時(shí)針再次重合的時(shí)間為t，則有12ωt-ωt=2π，t=12/11小時(shí)，換算成時(shí)分秒為1小時(shí)5分27.3秒，顯然秒針不與時(shí)針?lè)轴樦睾?，同樣可以算出其?0次分針與時(shí)針重合時(shí)秒針都不能與它們重合。只有在正12點(diǎn)和0點(diǎn)時(shí)才會(huì)重。
證明：將時(shí)針視為靜止，考察分針，秒針對(duì)它的相對(duì)速度：
12個(gè)小時(shí)作為時(shí)間單位“1”，“圈/12小時(shí)”作為速度單位，
則分針?biāo)俣葹?1，秒針?biāo)俣葹?19。
由于11與719互質(zhì)，記12小時(shí)/(11*719)為時(shí)間單位Δ，
則分針與時(shí)針重合當(dāng)且僅當(dāng) t=719kΔ k∈Z
秒針與時(shí)針重合當(dāng)且僅當(dāng) t=11jΔ j∈Z
而719與11的最小公倍數(shù)為11*719，所以若t=0時(shí)三針重合，則下一次三針重合
必然在t=11*719*Δ時(shí)，即t=12點(diǎn)。