數學趣聞之墓碑上的數學題

2021-03-05 數學與人工智慧

    歷史上對數學著迷的數學家不在少數,有廢寢忘食的祖衝之,有甘願赴死的阿基米德.然而大家聽說過在自己的墓碑上出數學題的數學家嗎?!本期數學趣聞,小編姐姐就來給大家介紹一位創造了「墓碑之謎」的數學家——丟番圖~

墓碑上的數學題

    

      古希臘大數學家丟番圖去世後,給人們留下了一個謎,它的墓碑上刻有一道數學題,讓紀念他的人們根據墓碑上的題目,算出他的壽命。碑文是這樣寫的:

這裡是一座公墓,裡面安葬著丟番圖。他生命的1/6是童年。再活了壽命的1/12,頰上長出了細細的鬍鬚。又過了一生的1/7,他找到了終生伴侶。5年後,神賜給他一個兒子。可是兒子命運不濟,只活了父親歲數的一半,就匆匆離去。兒子死後,父親在悲痛中生活了4年,也離開了人世。請告訴我:丟番圖壽數幾何?

       乍一看,碑文像個謎語,然而卻猜不出來。冷靜想想,竟是一道數學題,未知數即丟番圖的年齡。

       我們可以設丟番圖活了x年,根據碑文列出方程:

(1/6)x+(1/12)x+(1/7)x+5+(1/2)x+4=x

       最後求得:x=84,就是說丟番圖或了84歲高齡。


       我們還可以用「線示法」來解決這個問題,假設丟番圖年齡為「1」:

       從圖中可知:(5+6)對應(1-1/6-1/12-1/7-1/2)

       具體的數量找到了對應的「分率」,可以用算術解出:

                       (5+6)/(1-1/6-1/12-1/7-1/2)=84(歲)


誰是丟番圖?

      

      丟番圖(Diophantus)是古希臘亞歷山大後期的重要學者和數學家(約公元246—330年,據推斷和計算而知),被譽為數學界的鼻祖,他在數學上作出了偉大的貢獻。我們熟悉的用字母表示數和一些運算,就是丟番圖首創的。

     對於丟番圖的生平事跡,人們知道得很少。但在一本《希臘詩文選》中,其中有46首和代數問題有關的短詩都為丟番圖所作。許多人認為,丟番圖是第一個把代數解放出來,擺脫幾何羈絆的數學家。他認為代數方法比幾何的演繹陳述更適宜於解決問題,而在解題的過程中顯示出的高度的巧思和獨創性,在希臘數學中獨樹一幟。他被後人稱為『代數學之父』不無道理。

   丟番圖旳著作成為後來許多數學家,如費爾馬、歐勒、高斯等進行數論研究旳出發點。數論中兩大部分均是以丟番圖命名旳,即丟番圖方程理論和丟番圖近似理論。

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