芦果漫游数题国之四角相消长

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  上一期,芦果从落单的备用轮子滚动中,成功解释了亚里士多德的“轮子悖论”,这算是意外收获吧!这一期,芦果继续漫游数题国。听,是谁在吵架?哦,原来是四个角啊!它们在吵什么呢?想知道?那就往下看吧!
  “这辆车居然被自己的轮子追尾了。”芦果和青鸟大笑不已。还没等青鸟笑完,芦果突然想起一个关键处,她认真地向青鸟指出:“我跟你说不想看纯粹图形的数题故事,想看有人物的。你倒好,找的人物是坐在车里的司机,而且跟这数题故事也没啥关系,我们归根到底,还不照样看的是图形——轮子。”
  “想看人物呀?简单,我们找有人声的地方去就是了。”青鸟背起芦果,重新飞到天上。他们往前飞了一阵,果然听到下方传来吵吵闹闹的声音。
  芦果大喜,拍拍青鸟的脑袋说:“下面肯定人很多,我们降落吧!”
  青鸟歪歪脑袋:“第一,你能不能尊重一下老师,不要拍我的脑袋。第二,我觉得下面人不多,好像只有几个。”
  芦果不好意思地收回手来,问:“你怎么知道只有几个?明明这么吵。”
  “我走南闯北见多了,都说三个女人一台戏,听这声音,我敢肯定那是几个女……”青鸟一降落到地上,就把最后一个字给吞了回去,因为前方不远处,围成一圈争执不下的,是几何图形中的四个角。
  在数题国中,与数学有关的事物都有可能变成人物,有眼耳口手,能坐卧立走,会说话,能指手画脚……这些芦果都已经见怪不怪了。不过她发现这四个角与之前见过的角不一样,它们的大小不确定,组成角的两条边随着它们的说话声忽闪忽闪,开开合合。
  看出了芦果的疑惑,青鸟解释说:“如果一道数学题中,明确说某个角是多少度,那就叫‘常量’,而这几个角都不是固定不变的,叫‘变量’。”
  “嗯?”芦果有点发懵,“什么样的数学题会有这样的角呢?”
  “你看!”青鸟右翅膀往前一指,在四个吵闹的角的后方空中,赫然排列着一些文字。
  芦果认真读完题,明白了:“就是说这四个角的度数不确定,否则我们只要算一下就知道答案了。”
  青鸟笑了:“当然,要不怎么算难题?我曾经见过你们一次数学竞赛中就有这道题。”
  芦果吓了一跳:“数学竞赛题?我连老师课内布置的作业题都有不会的,更不要说数学竞赛题了,难怪这么难。”
  青鸟却说:“要不是有这些难题,也不会有数题国了。正是人类对数学的思考,让一道道的数学难题组成了这个充满挑战的国度。”
  “难怪数学老师说要‘绞尽脑汁’,看来我们的‘脑汁’就是数题国的能量来源呀!”芦果大叫起来。
  青鸟把手放在嘴前,做了个噤声的动作,小声说:“嘘,你先不要说话,我们偷偷观察一下它们的情况。”
  芦果笑了起来:“你不是说,数题国的人物听不到我们说话吗?”
  “但是我听得到你说话,你太吵啦!”青鸟的话让芦果脸红得不敢说话了。
  青鸟拉着芦果的手,往前走了几步,细心观察起来。他们发现,四个角的大小是有联系的,特别是当两个角安静的时候,如果一个角变大,则另一个角肯定变小。
  芦果记起来了:“数学题中说的是四边形,这四个角肯定就是那四边形的四个内角,而四边形的内角和是360度,只要其中有角变大,肯定就有其他的一个或几个角变小。”
  青鸟赞赏地看看她:“你这徒弟的数学也不是太差嘛,都知道‘四边形的内角和是360度’了。”
  “简单啊,课本上教过‘三角形的内角和是180度’,而所有四边形不是都可以切成两个三角形吗?原来的四个角正好就变成了两个三角形的六个角,180×2就是360了。”
  “对,你瞧角A在变大,角D没变,明显角B和角C在同时变小,而且少的度数就是角A多的度数。”
  “总之,这四个角的和是360度,这可是数学题中没明说的。”
  “棒!”青鸟一拍翅膀,发出轻柔的响声。
  芦果和青鸟为他们点破了一个重要条件而欢呼,而那四个角的讨论还在继续。
  角A说:“咱们四个角是互相影响的,此消彼长四兄弟,谁要想大于180度是不可能的。”
  角B提醒道:“不是谁想大于180度,现在我们要表演的是‘取2个角求和’,然后问‘大于180度的和最多有多少个’。”
  角C说:“那我们就别计较每个角的大小了,应该先来想想这个‘和’。现在的问题是,我们四个角能组成几个‘两角和’呢?”
  “简单啊,牵牵手,或者列举一下就知道了。”
  在角D的指挥下,角A和角B、角A和角C、角A和角D、角B和角C、角B和角D、角C和角D,一共握了六次手,所以有6個和。
  芦果小声跟青鸟说:“这是我在低年级数学课本上就学过的,如果按顺序不重复地想,可以列式3 2 1=6。”
  “你这是它们刚刚说的顺序法。”
  “但我觉得还可以列式4×3÷2=6,也很快。”
  “这个算式的意思是每个角都跟另三个角分别相加,但这样得到的和会重复,所以最后把数量再缩小到一半。”
  “总之这个不算难点,但我不知道怎么才能明白在这6个和里面,最多有多少个是大于180度的,如果它们能表演给我们看就好了。”
  芦果的如果二字一出口,就像她漫游数题国在沿路上多次看到的那样,面前的四个角突然就变起来了。
  角A对角B说:“先下手为强,我们先把我们的和大到180度以上再说。”
  说完,它们俩很快拼成了一个比平角还大的角,兴奋地叫着:“哈哈,我们是‘优角’啦。”
  角C和角D此时也合为一体,哎哟哎哟地叫着,拼成了一个比180度小的角。   角AB(此时它们合体成一个角了)得意地说:“哈哈,因为总和只能是360度,我们俩如果比180度大,你们俩就只能比180度小。”
  芦果若有所思。
  青鳥冷笑了一下:“难道就不能是角C和角D合并比180度大吗?” 芦果说:“那样的话,角AB就比180度小了。哈哈,我发现‘AB’和‘CD’两个和是成对的,它们总是一个大于180度,另一个小于180度,不可能全大于180度,也不可能全小于180度,是‘此消彼长’呀!”
  青鸟启发她:“那如果是角B和角C的和大于180度呢?”
  芦果不假思索地说:“此消彼长,那么角A和角D的和就小于180度。”
  “你怎么知道?”
  “喏,你看。”芦果一指前面,青鸟笑了。眼前的情景已经变成角A和角D合伙在变大,与此同时角B和角C的和在变小。
  “这样就简单了。”芦果向前一伸手,想把边上的一根灌木树枝折下来写字。可是她觉得手收回来时,手心里的感觉很奇怪。定睛一看,握在手里的居然是刚才的ABCD四个角,只是此时它们的边变短了许多,但角度的大小不因边的长短变化而变化,所以四个角的大小和原来是一样的。
  四个角就像被巨人捏在手中的四只小鸡一样,着急得叽叽乱叫,却说不出完整的话来。
  芦果就用这四个角在面前摆起来。当她摆好再收起来后,原处仍会留下这些角名称的痕迹,所以可以反复摆弄。
  芦果指指她摆好的那些“两角和”的名称,不说话。
  青鸟哈哈笑起来,连连点头:“你这么一排列一分组,果然就明白了。”
  原来,芦果把刚才的6个“两角和”列成了两列,左边是角A角B、角A角C、角A角D,右边对应的是角C角D、角B角D、角B角C。
  青鸟赞许地对芦果说:“很明显,左边这列的三个大于180度的话,右边那列的三个就小于180度了。反过来也一样,总之最多是3个和大于180度。”
  被青鸟说出了问题的正确答案,面前的那道数学题连同这些角人物齐发出“砰”的一声,爆成烟雾,转眼散尽了。
  芦果望着已经消失的数学题,叹息:“我原来一直觉得如果是竞赛中的数学题,那肯定是我想不出来的难题。通过这次的问题,我觉得理清思路后就豁然开朗了呢!”
  “那,我们回忆一下。首先你通过观察发现了‘四个角的总和为360度’这个隐藏条件,然后你按题目要求,列举出了‘6个两角和’,最后你观察这些两角和之间的变化规律,发现它们是成对的,此消彼长,分成两列,答案就跃然眼前了。” 青鸟总结道。
  “太有意思了,在这数题国中遇到的每道题都让我大有收获呢!”
  芦果的话让青鸟不禁开心起来。
  从四边形4个内角中取2个求和,共有6个度数,则大于180度的和最多有多少个?

青鸟请你漫游数题国


  相信你已经看懂芦果和青鸟的思路了。不过故事中的问题还能这样想:因为四个角不可能全是锐角(想想为什么),所以至少有一个是直角或钝角。从这个前提出发,画一下图,你也能找到正确答案,试试吧!(答案见下期)

芦果和你对答案


  上期答案:两个同心的正方形,当大正方形翻动4次(正好前进了正方形轮子的周长)时,可以发现小正方形被带着跳过了3段距离,这恰恰说明轮子上的圆不止有滚动,还有平移运动。
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