一個有趣的數(shù)學(xué)問題

0. 引言

前幾天,一個朋友發(fā)給我一道測試?yán)夏臧V呆的數(shù)學(xué)題。題目是這樣的,

“媽媽跟女兒說:「我在你這個年紀(jì)時,你剛剛10歲,但你到我這個年紀(jì)時,我就82歲了」!

問:媽媽多大年紀(jì)生女兒?”

幾年來,明顯感到很多時候腦子不那么好使,但自以為還沒有到癡呆的程度。于是滿懷信心著手解決這一問題。

從小就有一種習(xí)慣,凡是具有挑戰(zhàn)或者競爭意味的問題總是可以激發(fā)我的興趣,不解決絕不罷休。

一開始以為這個問題看上去不復(fù)雜,仔細(xì)想想就應(yīng)該可以解決。

母親生女兒的年齡,也就是母親和女兒年齡差。母親在女兒的年齡,不就是母親和女兒年齡差嗎? 那時女兒10歲。 就是女兒年齡倒回年齡差個年頭, 等于10。 同樣母親年齡增加母親和女兒年齡差就應(yīng)該是母親那時的年齡,等于82。

關(guān)系似乎有了, 問題在于三個變量:母親年齡,女兒年齡, 還有母親和女兒年齡差。 看上去是兩個變量關(guān)系,可怎么使用年齡差的時候,就糊涂了。年齡差就是母親和女兒的年齡差,就應(yīng)該等于母親年齡減去女兒年齡,...。腦子轉(zhuǎn)不過來了。 真的有點(diǎn)癡呆的感覺!很不甘心。

明白了。 出問題的人就是利用這個看似簡單卻十分混淆的概念來搞亂思維。看了還是中了圈套,想不明白。不想證明自己已經(jīng)癡呆。

我被迫拿出來紙和筆。一種作弊的感覺悠然心頭。但是,總覺得不能被這個問題打敗。更不愿接受老年癡呆的結(jié)論!


由于動了筆和紙,問題清楚了。這就是一個二元一次方程的問題。

1. 求解

好吧, 數(shù)學(xué)問題用數(shù)學(xué)方法來解決。

假設(shè),母親今年y歲, 女兒x歲, 年齡差就是y-x。

根據(jù)題意,

y + (y-x) = 82? ? ? ? ? ? ? ? (1)

x - (y-x) = 10? ? ? ? ? ? ? ? (2)

整理就有,

2y - x = 82,? ? ? ? ? ? ? ? (3)

2x - y = 10,? ? ? ? ? ? ? ? (4)

解這個二元一次方程式, (4) X 2, 即有,

4x - 2y = 20,? ? ? ? ? ? ? (5)

(3) + (5), 有,

3x = 102, 所以,

x = 34,就是女兒的年齡。

代入(4)就有,

y = 2x -10 = 58, 就是母親的年齡。

所以 y - x = 24. 就是母女年齡差。

也就是母親 24 歲生了女兒。

2. 有趣的數(shù)列

問題解決了, 老年癡呆的擔(dān)心沒有了??晌覅s依然放不下這個問題。

假如母親不是24歲,而是25歲生了女兒,那么,當(dāng)女兒到了母親的年齡,母親應(yīng)該是多大呢?

假設(shè)依然保持母親在女兒的年齡時,女兒已經(jīng)10歲不變。那么,女兒今年就是35歲, 母親就是35+25=60; 那當(dāng)女兒60時, 母親就是85歲。

問題很簡單。可是我注意到母親24歲生女兒,女兒到母親的年齡時,目前是82歲,而當(dāng)母親25歲生女兒,女兒到母親的年齡時母親就85歲了。竟然相差3歲!

這個規(guī)律是否普遍?其含義又是什么呢?

我們知道,按照這個思路,女兒年齡就是母親生女兒年齡加10,假設(shè)母親在女兒的年齡女兒已經(jīng)10歲不變。母親年齡就是女兒年齡再加母親生女兒時的年齡,而女兒到了母親年齡,母親就應(yīng)該是母親現(xiàn)在的年齡再加母親生女兒的年齡。

那么,假設(shè)母親26歲生了女兒,當(dāng)女兒到了母親的年齡, 母親就應(yīng)該是26+10(女兒年齡)+26(母親現(xiàn)在年齡)+ 26=88歲了。

以此類推,

如果母親27歲生了女兒,當(dāng)女兒到了母親的年齡。母親基于應(yīng)該是91歲。

所以, 當(dāng)女兒到達(dá)母親的年齡時,母親的年齡就應(yīng)該是母親生女兒的年齡的三倍,加上母親在女兒年齡時女兒的年齡。

一般化一下, 如果母親x歲生女兒, 母親在女兒的年齡時,女兒的歲數(shù)是n, 則當(dāng)女兒到了嗎母親的年齡,母親就3x + n 歲了。

驗(yàn)證一下, 母親28歲生女兒, 當(dāng)女兒到了母親的年齡, 母親就已經(jīng)3x28+10=94.

如果把女兒到母親的年齡,母親自己的年齡列成數(shù)列,我們會有,相隔3歲的規(guī)律。

母親生女兒年齡:? ? ? ? ? ? ? ? ? 24? 25? 26? 27? 28? …

女兒到了母親年齡母親的歲數(shù): 82? 85? 88? 91? 94 …

那么,如果母親對女兒說,我在你的年齡你已經(jīng)5歲, 當(dāng)女兒到了母親的年齡,母親多大呢? 此時n=5.

當(dāng)女兒到了母親的年齡,母親的年齡和生女兒歲數(shù)的關(guān)系依然是 3x + n 的話,母親的年齡就是 3x + 5。

如果母親25歲生女兒,x=25, 那么, 當(dāng)女兒到了母親的年齡, 母親就是80歲了。同時,我們還可以得出:

女兒現(xiàn)在年齡就是x+5=30歲,

母親現(xiàn)在年齡就是2x+5=55歲。

這樣以來,如果問題是要知道母親多大生了女兒, 那就必須給出,女兒,母親現(xiàn)在的年齡其中之一,或者是當(dāng)女兒到了母親的年齡時,母親的年齡。當(dāng)然給出后面的就不是那么直接。這就是開始朋友發(fā)給我的測試?yán)夏臧V呆問題。 按此修改一下, 那么問題就成了這樣,

“母親在女兒的年齡時,女兒已經(jīng)5歲;當(dāng)女兒到了母親的年齡,母親就80歲了。 問母親多大生了女兒? ”

答案自然就是(80-5)/3=25。

3. 結(jié)論

由此可以看出無論如何, 母親生女兒的年齡差一歲, 當(dāng)女兒到了母親的年齡, 母親的年齡就會相差3歲。 也就是說, 母親晚生女兒3年, 當(dāng)女兒到了母親的年齡,母親就會大9歲,就差一代人!

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