陳春云
阿才吃完飯,坐在沙發(fā)上回味一則今天讀過(guò)的智慧故事:話說(shuō)清朝宰相劉墉因?yàn)橹毖赃M(jìn)諫,觸怒龍顏。乾隆皇帝當(dāng)堂做了兩個(gè)“紙鬮”,名曰“生死鬮”:一個(gè)上面寫(xiě)著“生”,一個(gè)寫(xiě)著“死”。其實(shí)劉墉知道,乾隆在這兩張“紙鬮”上,寫(xiě)的都是“死”字,劉墉不管抽到哪一張,都會(huì)被處死。怎么辦?
劉墉突然想起來(lái),只要證明自己沒(méi)有抽到的那張是“死”,就等于證明了自己抽到的這張是“生”??!于是他靈機(jī)一動(dòng),上前抽出一張“紙鬮”,然后一口吞下去?,F(xiàn)場(chǎng)所有人都傻眼了,大家只能通過(guò)劉墉沒(méi)有抽到的那張,來(lái)反證劉墉抽到的這張是什么。大家打開(kāi)那張沒(méi)有被劉墉抽到的“紙鬮”一看,果然是“死”,乾隆皇帝只好赦免了劉墉。
阿才被劉墉的智慧深深折服,靜下心來(lái)想一想:這不就類似于數(shù)學(xué)課上,老師教的反證法嗎?
復(fù)雜的賽制
阿才清楚地記得,老師是這樣說(shuō)的:“六年級(jí)舉行象棋比賽,共有100人報(bào)名參加?!苯又?,老師宣布了比賽方法:“抽簽分組。組內(nèi)2人只下一盤(pán)棋,勝利者參與下一輪抽簽。如人數(shù)為奇數(shù)時(shí),未抽到對(duì)手的人,直接進(jìn)入下一輪抽簽。依此操作,直至決出冠軍。”你知道這次比賽一共下多少盤(pán)嗎?
那時(shí)候,阿才很快得出了答案,自信地回答道:“單獨(dú)看比賽規(guī)則的表述,從比賽開(kāi)始到比賽結(jié)束,一輪一輪地比賽,我們依次思考下去,就比較麻煩了。但是,我們可以反過(guò)來(lái)想,從結(jié)果入手。要想得到冠軍,就需要淘汰99人。而每下一盤(pán)就淘汰一人,所以一共要下99盤(pán)?!卑⒉艑?duì)知識(shí)的快速掌握,讓老師和同學(xué)們不由得贊嘆。
相同花色的牌
有一次,阿才的同桌拿出了一副撲克牌,說(shuō):“我手里的這副牌,除了2張王牌之外,共有52張牌。在這52張牌中,共有4種花色——紅桃、方塊、梅花和黑桃。這4種花色各有13張,從中任意抽牌,你說(shuō),最少要抽出多少?gòu)埮?,才能保證4張牌是同一花色的?”
阿才想了想,說(shuō):“這里‘保證的意思,想必是無(wú)論怎樣抽牌,都一定有4張牌是同一花色的吧?!?/p>
阿才的同桌點(diǎn)了點(diǎn)頭。
“那我們先抽12張牌,看看是否能保證有4張同花色的?雖然有時(shí)12張牌中可能有4張是同一花色的,甚至4張以上是同一花色的,但這都不能保證一定有4張牌是同一花色的。因?yàn)槌榈倪@12張牌,可能是每種花色正好是3張牌,因此不能保證一定有4張同一花色的。”阿才繼續(xù)說(shuō)道。
那么任意抽13張牌,是否能保證有4張是同花色的呢?
阿才說(shuō):“如果一種花色的牌沒(méi)有4張的話,那么每種花色最多只能有3張,因此4種花色的牌加起來(lái)最多只能有12張,與抽出來(lái)的13張牌矛盾。這種證明方法叫作反證法。就是假設(shè)結(jié)論是錯(cuò)誤的,然后推出其中的某一點(diǎn)是與已知條件矛盾的,這就說(shuō)明這個(gè)假設(shè)是不對(duì)的,因此說(shuō)明我們得出的結(jié)論是正確的?!?/p>
“最后”的證明
阿才與同桌對(duì)反證法的討論熱情還沒(méi)有減少。阿才翻出書(shū)桌上的一本書(shū),指著上面的兩道題對(duì)同桌說(shuō)道:“你看,這是我給你精心準(zhǔn)備的一道題,我們就用它來(lái)結(jié)束今天的討論吧!你可以試試看喲,嘿嘿?!?/p>
阿才的同桌看了看,題目描述很簡(jiǎn)潔,大致是這樣的:
一個(gè)三角形中不可能有兩個(gè)鈍角。(請(qǐng)用反證法證明)
阿才的同桌撓了撓頭,思考了一下,說(shuō):“哈哈,你難不倒我的。雖然這道題的相關(guān)描述很少,但是我已經(jīng)想出答案了。我先問(wèn)問(wèn)你,你知道三角形內(nèi)角和定理嗎?”
阿才不服輸?shù)卣f(shuō):“我當(dāng)然知道了,三角形的內(nèi)角和定理是‘三角形三個(gè)內(nèi)角的和等于180°?!?/p>
阿才的同桌開(kāi)心地一拍大腿,說(shuō):“對(duì)啊,聽(tīng)好了。假設(shè)一個(gè)三角形有兩個(gè)鈍角,那這兩個(gè)鈍角的和就會(huì)大于180°,這與三角形內(nèi)角和定理互相矛盾啊!所以對(duì)題目的假設(shè)是不成立的,那么原命題就是正確的?!?/p>
阿才的同桌回答正確,兩個(gè)人也心滿意足地結(jié)束了有關(guān)反證法的交流。
數(shù)學(xué)大王·中高年級(jí)2021年9期