一類數學問題的萬能公式,小學生只用加減乘除法,也能解高等數學

2020-12-10 百科閱覽

這是一道數學題。

題目看上去很簡單,但是要用到高等數學的極限,不信你可以試試。

題目:畢業在即,學校組織畢業班旅遊,作為學業完成的紀念。畢業班共100人,班主任要求班長保證每人都要有1瓶飲料,恰好超市正在做促銷活動,活動規則如下:憑5個飲料瓶蓋就能換2瓶飲料,不管瓶蓋是購買的,還是換購的,都符合此換購規則。

那麼問題來了,為了儘可能減少活動經費,實際上只需要購買多少瓶飲料,就能通過超市的促銷活動做到人手1瓶飲料?

這是現實生活中的數學問題,題目看上去簡單,但是仔細一想卻沒那麼簡單,它其實有難度,難度在於換購的飲料也滿足憑5個飲料瓶蓋就能換2瓶飲料,如此循環往復。

常規的思維會設未知數來解決,方程式是2/5的冪之和等於100,即從0次方開始,1次方、2次方、3次方,一直到N次方個2/5的X相加,最終加起來的和要等於100。

算出答案了嗎?

我先公布一下答案吧,最終的答案是62,也就是購買62瓶即可滿足人手一瓶。

100人的數字不算多,動動筆還能算下,有計算機那就更方便了,那麼現在難度加大,請聽題。

題目:一家娛樂公司舉辦空前規模的明星演唱會,賣了10萬張門票,明星為了答謝觀眾,要求舉辦方每人都要有1瓶礦泉水,恰好超市正在做促銷活動,活動規則如下:憑7個飲料瓶蓋就能換3瓶飲料,不管瓶蓋是購買的,還是換購的,都符合此換購規則。

那麼問題來了,舉辦方如果要節省經費的話,實際上只需要購買多少瓶礦泉水,就能通過超市的促銷活動,做到人手1瓶飲料?

當人數增加之後,難度立刻就增大了是吧。

人數從100人增加至10萬人,如果依然用設未知數來解,不通過計算機編程來算,幾乎要算死你。

加大難度之後出現2個難點,一個難點是人數,100變成10萬,二是換購的數量不能整除,2除以5能整除,3除以7不能整除。

有興趣的朋友可以自己先試著算下,這個題目的最終答案是57146瓶。

其實這類問題小學生都能解,而且不必設置未知數,只需要加減乘除就能算出來

兩個題目其實是一類問題,所以,當你把它視為一類問題時,那就不存在數字大小的問題,只是一個思路的問題。

來說下我對這類問題的萬能解法吧,這其實是一個解題思路。

假設超市沒有做促銷活動,那麼100人就要實際購買100瓶,現在做促銷活動了,只需要把多出來的退給超市就可以了。那麼應該推多少呢?

根據超市的活動規則:5個瓶蓋換2瓶,那麼應該退100/5*2=40瓶。

不過這裡存在一個問題,我們退的時候是把最後一次換購的2瓶也退了,這就不對了。應該把最後一次換購的2瓶扣除出來,即40-2=38瓶,所以我們實際應該購買的是100-38=62瓶,這樣用加減乘除法就能算出來了。

因為是同一個思路,10萬人也是如此,把多出來的退給超市,那麼應該推多少呢?根據超市的活動規則,7個瓶蓋換購3瓶,那麼應該退100000/7*3=42857.14瓶,再把最後一次換購的3瓶扣除出來,即42857.14-3=42854.14,顯然0.14瓶不能退,只能退42854瓶,實際只需購買100000-42854=57146瓶。

從這兩個題目中,我們可以得出這類數學問題的萬能公式:

總人數-(換購的總瓶數-最後一次換購瓶數)=實際購買瓶數

100-(100/5*2-2)=62

100000-(100000/7*3-3)=57146

注1:最後的結果如果有小數點,那麼小數點四捨五入。

注2:該公式只適用於需要換購2次以上的情況。

最後來說下我是怎麼得出這個萬能公式的吧。

我們的頭腦很難應付複雜的數字,所以一看到龐大的數字時就沒有了方向,既然這兩個問題是一類問題,那麼它們必然存在一個共同的數學模型,而這個數學模型可以做成最簡單的情況,那麼最簡單的情況就是把100和10萬變成10來計算。

因此,當你把這個題目變成10個人來計算時就變得簡單了,很快你就能得出之前的分析思維,把多出來的退給超市,問題就變得簡單了。

有了這個數學模型之後,我們可以得出這個萬能公式,有了萬能公式之後,我們對萬能公式進行驗證。隨機選擇驗證無誤之後,我們再來對它進行細節上的處理,分析一些極端的情況。

這時候就會發現如果換購只有1次,那麼這個公式就不適用了,所以必須要加上一個特定的限制。

同時,你也很快就會明白,換購1次的情況屬於無限小的這一端,這一端不準確,那麼無限大的那一端用這個公式就會越大越準確。

這個求極限的萬能公式便是用思維打敗了計算的例子,會讓大家做事的時候事半功倍。

這也再次證明了正確的思維可以解決龐大的計算

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