一个简单的数学小魔术

matrix67 2010-11-19 13:38:51

在一张纸上并排画 11 个小方格。叫你的好朋友背对着你(确保你看不到他在纸上写什么),在前两个方格中随便填两个 1 到 10 之间的数。从第三个方格开始,在每个方格里填入前两个方格里的数之和。让你的朋友一直算出第 10 个方格里的数。你便能轻易预测出下一个数是多少。

在一张纸上并排画 11 个小方格。叫你的好朋友背对着你(确保你看不到他在纸上写什么),在前两个方格中随便填两个 1 到 10 之间的数。从第三个方格开始,在每个方格里填入前两个方格里的数之和。让你的朋友一直算出第 10 个方格里的数。假如你的朋友一开始填入方格的数是 7 和 3 ,那么前 10 个方格里的数应该是


7 3 10 13 23 36 59 95 154 249  

现在,叫你的朋友报出第 10 个方格里的数,你只需要在计算器上按几个键,便能说出第 11 个方格里的数应该是多少。你的朋友会非常惊奇地发现,把第 11 个方格里的数计算出来,所得的结果与你的预测一模一样!这就奇怪了,在不知道头两个数是多少的情况下,只知道第 10 个数的大小,不知道第 9 个数的大小,怎么能猜对第 11 个数的值呢?

魔术揭秘:只需要除以 0.618

其实,仅凭借第 10 个数来推测第 11 个数的方法非常简单,你需要做的仅仅是把第 10 个数除以 0.618,得到的结果四舍五入一下就是第 11 个数了。在上面的例子中,由于 249÷0.618 = 402.913.. ≈ 403,因此你可以胸有成竹地断定,第 11 个数就是 403。而事实上,154 与 249 相加真的就等于 403。把头两个方格里的数换一换,结论依然成立:

2 9 11 20 31 52 82 133 215 348  

可以看到,第 11 个数应该为 215+348 = 563,而 348 除以 0.618 就等于 563.107..,与实际结果惊人地吻合。这究竟是怎么回事儿呢?

魔术原理:溶液调配的启示

不妨假设你的好朋友最初在纸上写下的两个数分别是 a 和 b 。那么,这 11 个方格里的数分别为:

a b a+b a+2b 2a+3b 3a+5b 5a+8b 8a+13b 13a+21b 21a+34b 34a+55b

接下来,我们只需要说明,21a+34b 除以 34a+55b 的结果非常接近 0.618 即可。

让我们来考虑另一个看似与此无关的生活小常识:两杯浓度不同的盐水混合在一起,调配出来的盐水浓度一定介于原来两杯盐水的浓度之间。换句话说,如果其中一杯盐水的浓度是 a/b,另一杯盐水的浓度是 c/d,那么 (a+c)/(b+d) 一定介于 a/b 和 c/d 之间。

因此,(21a+34b)/(34a+55b) 就一定介于 21a/34a 和 34b/55b 之间。而 21a/34a = 21/34 ≈ 0.6176,34b/55b = 34/55 ≈ 0.6182,可见不管 a 和 b 是多少,(21a+34b)/(34a+55b) 都被夹在了 0.6176 和 0.6182 之间。如果 a 和 b 都不大,用 21a+34b 的值除以 0.618 来推测 34a+55b 是相当靠谱的。

有的读者可能已经发现了,0.618 不是别的数,正是神秘的黄金分割;而上表中出现的系数 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, … 正是传说中的斐波那契数列。算术中最富神秘色彩的两个概念在此交织,看来这个简单小魔术的来头并不简单啊。

31条评论

  • 1楼
    2010-11-19 15:43:19 B612
    竟然没意识到是斐波那契数列…
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  • 2楼
    2010-11-19 17:26:56 Richard2010
    乘以 1.618 也可以也
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  • 3楼
    2010-11-19 20:26:16 生物技术本科生,杂食爱好... ψ
    多年没接触数学了,脑子钝了,惭愧
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  • 4楼
    2010-11-19 20:49:48 红花 数字媒体技术学士 ψ
    0.618同学应该过来看看
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  • 5楼
    2010-11-20 01:15:50 Sciano
    可以骗小朋友了
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  • 6楼
    2010-11-20 03:21:04 XX光
    斐波那契数列啊,我知道就是一直想不起来
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  • 7楼
    2010-11-20 09:38:22 xavier
    最喜欢菲波那契了
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  • 8楼
    2010-11-20 15:14:27 来吧
    也就是说斐波那契数列当数比较大了以后可以直接通过前一个数除以0.618来计算下个了么
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  • 9楼
    2010-11-20 16:52:58 0.618 果壳网心事鉴定组编辑 ψ
    我就知道你崇拜我!hiahia
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  • 10楼
    2010-11-20 17:18:12 秋秋 果壳谣言粉碎机编辑,有机... ψ
    居家旅行泡mm必备良品
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  • 11楼
    2010-11-20 21:49:46 Luna3.0 节目编导 ψ
    第十个数是临界吗?是不是越往后越精确,但是再往前,比如十第9个数就不准确了呢
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  • 12楼
    2010-11-21 22:02:01 Yishan
    哇,学习了~
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  • 13楼
    2010-11-21 23:51:08 蛔老六
    其实你可以换个更标题党的题目:

    一个让你个 ta 心有灵犀的数学魔术~
    引用
  • 14楼
    2010-11-24 10:29:35 fcuk
    相邻两个菲波那契数的比值是随序号的增加而逐渐趋于黄金分割比的
    引用
  • 15楼
    2010-11-29 11:59:59 太陽照樣升起
    好好玩!
    引用
  • 16楼
    2010-11-29 12:00:37 太陽照樣升起
    引用 蛔老六 的回应:其实你可以换个更标题党的题目:

    一个让你个 ta 心有灵犀的数学魔术~

    哈哈,這標題不錯!
    引用
  • 17楼
    2010-12-10 23:29:56 天空
    我初中毕业,对高级数学一窍不通!
    引用
  • 18楼
    2010-12-11 23:33:55 Maigo 语言爱好者 ψ
    应该把前两个数可以取的范围再扩大些,否则容易被认为是背的
    引用
  • 19楼
    2010-12-20 12:02:13 第一个名字
    引用 Maigo 的回应:应该把前两个数可以取的范围再扩大些,否则容易被认为是背的

    太大了心算不过来吧………………
    引用
  • 20楼
    2010-12-26 20:49:55 BoBo
    21a+34b 除以 34a+55b 设a/b=x
    (21a+34b )/ (34a+55b)
    =(21x+34 )/ (34x+55) ->分子分母同时除以b

    x取值0到无穷
    x=0 -> 34/55
    x=无穷 21/34
    所以等式值在34/55到21/34之间
    想不到溶液调配这么好的方法 只能用这笨方法了……
    引用
  • 21楼
    2011-01-10 15:00:38 bossxp
    斐波那契数列
    引用
  • 22楼
    2011-01-12 19:57:12 wolfspider
    这可是相当有意思的数学游戏呀。哈哈,可以用来勾引勾引小盆友的兴趣呀。
    联系 黄金分割 和 斐波那契数列的好方法。

    有个疑问,不知道 为什么 斐波那契数列随着 n的增大,两个相邻数字趋向 黄金分割比 代表什么? 难道是 上帝密码?
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  • 23楼
    2011-01-19 14:43:30 狐猴
    费波那契数列是隐含黄金分割的法则。赞!
    引用
  • 24楼
    2011-02-08 13:07:36 mykk2002
    泡妞装逼必备技能。
    引用
  • 25楼
    2011-03-26 19:33:48 anqin1995
    引用 来吧 的回应:也就是说斐波那契数列当数比较大了以后可以直接通过前一个数除以0.618来计算下个了么


    对的!
    引用
  • 26楼
    2011-04-03 19:59:58 1995615
    引用 Richard2010 的回应:乘以 1.618 也可以也

    你这道理就不用说了吧
    引用
  • 27楼
    2011-10-03 21:31:54 LOVEdream110
    黄金分割!
    引用
  • 28楼
    2011-11-05 21:49:52 杜兰杜兰
    什么嘛!坑爹!我一开始就看出来了是斐波那契数列,但是心里一直想着可能没这么简单。就耐着性子看完了。没想到就是这个!这也算魔术?玩弄我的智商,也不看看来果壳的都是什么人。看看《达芬奇密码》的人都能知道。
    引用
  • 29楼
    2012-04-18 15:43:48 流水争先
    斐波那契啊~初中时就是从它开始感受“数学美”的~会议~
    引用
  • 30楼
    2012-04-18 17:37:52 A5RL
    神奇的黄金分割啊!!!哪里都有……
    引用
  • 31楼
    2012-04-20 09:30:15 飞虫哥哥
    引用@杜兰杜兰 的话:什么嘛!坑爹!我一开始就看出来了是斐波那契数列,但是心里一直想着可能没这么简单。就耐着性子看完了。没想到就是这个!这也算魔术?玩弄我的智商,也不看看来果壳的都是什么人。看看《达芬奇密码》的人都能知道。

    你意思是说:像我这种只有中学文化的人,甚至都没听说过这啥啥数列的人,就不该来果壳溜达呗?
    @姬十三 应该设置一个很有难度的考试,考试通不过的,禁止访问果壳网。对吧
    引用

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