听爱德华·弗伦克尔跟醉汉讲数学之后

 

爱德华·弗伦克尔在他的《爱与数学》一书中写下这了样一段跟醉汉讲数学的话,我们从中看到了分子加分子,分母加分母的意义。...

醉汉与分数
爱德华·弗伦克尔在他的《爱与数学》一书中写下这了样一段话:
醉汉应该是凭经验判断的,若他没有这个经验,我们来替他想一想,如何能够作出“三个人分两瓶”会比“五个人分三瓶”更好的。

我们把“五个人分三瓶”这事分成两部分:一部分是3人分2瓶,另一部分是2人分1瓶。显然,2人分一瓶不如3人分2瓶。于是,5人分3瓶,相当于其中一部分人(3人)是按“3人分2瓶”的标准配备的,另一部分人(2人)是按低于“3人分2瓶”的标准配备的,整体而言,“5人分3瓶”不如“3人分2瓶”。

这个思路给我们一个简单的比较分数大小的方法。

比如,比较大小:
我们按醉汉的思路来处理。到底是7个人分4瓶好还是9个人分5瓶好呢?把9个人分5瓶理解为其中7个人分4瓶,另2个人分1瓶。2人分一瓶不如7人分4瓶,于是整体上看,9人分5瓶不如7人分4瓶。
一般的
我们使用一个符号,来表示9人分5瓶可以分解为7人分4并与2人分1瓶:
如果这也叫加法的话,那就真是分子加分子,分母加分母了。

若要比较4/7与5/9的大小,先把5/9按上述分式拆成4/7与1/2的“和”,只要看1/2与4/7谁大谁小即可。

4/7与4/7相等,4/7若拉一个比它还小的1/2来入伙,变成5/9,就不如原来了!

不错,这个特殊的加法,就是拉人入伙的意思。

按这个思路,我们来比较一下两个分数的大小:
13/22拉一4/7入伙,就得17/29:
拉这个入伙值不值,就看13/22与4/7哪个大了!同样,4/7拉9/15入伙,就得13/22:
现在比较4/7与9/15
现在再比较4/7与5/8
1/1显然大于4/7,于是4/7拉1/1入伙,变强了,即5/8大于4/7。类似的道理,往上考虑,不难发现,下面括号里要么都填大于,要么都填小于,由最后一个,只能都填小于。
或者说,我们把17/29与13/22的大小比较转化为4/7与13/22的大小比较,并最终转化为4/7与1/1的大小。

突然感觉这有点象“更相减损”!
其他
另,还有一个分数的性质,可以由这个醉汉的思路得出:

只要3个人分2瓶的配备与5个人分3瓶的配备不相等。那么,把这两组合成一组,那就提高了原来的低配,同时拉低了原来的高配。也就是8个人5瓶的配备介于原来两者之间。一般的:(b+c)/(a+d)的大小是介于b/a与c/d之间的,考虑到与醉汉解决相配,这里的a,b,c,d都大于0。

最后,分数的基本性质也是可以由醉汉思路来解释的:

第一组是3个人分2瓶,第二组也是3个人分2瓶,第三组,第四组,直到第n给都是如此,把这些组合成一大组,配备水平是不变的。于是有:
显然,不只是2/3满足这一结论。这就是分数的基本性质。

事实上,以后所谓合比,分比,等比等结论,都能从这里找到解释。


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