切几刀 江铭辉 五梦网
在庆祝小明生日时,恰巧来了15个朋友,小明拿出生日蛋糕,分享给所有朋友包括自己,共16份。但却出了诡异的要求,只切五刀,将蛋糕切成16块,请问用5刀,将蛋糕切成16块可能吗?
当场有一个朋友小江,用5刀将蛋糕切成16块(如图),分给所有的人,当然所有蛋糕都不是均等,有大有小,喜欢吃蛋糕的人就拿大一点,有糖尿病不能吃甜的,就拿小块蛋糕。
图:用5刀将蛋糕切成16块
分析:
为了说明上述问题,我们直接讨论n条弦将一个圆分割成多少区域的问题。
经由实验,我们发现1条`弦分割2区域;2条`弦分割4区域:3条弦分割7区域:4条弦分割7区域11区域,请参考图1。
图1:弦与圆的切割。
有人继续实验下去,发现弦与圆的切割关系如下图:
切割次数
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0
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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8
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9
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圆的区域
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1
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2
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4
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7
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11
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16
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22
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29
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37
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46
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注意上表第二行的数字前面的数字减去后面的数字为:
1,2,3,4,5,6,7,8,9,……(1)
将(1)式的前项减去后项,则为:
1,1,1,1,1,1,1,1,1,……
有这种关系的一般是二次函数。现在设y=f(x)=ax2+bx+c,y是圆被切割形成的区域,x是弦的数目。
我们现在的问题变成求a、b、c的值
当x=1时,ax2+bx+c=a+b+c=2……(2)
x=2时,ax2+bx+c=4a+2b+c=4……(3)
x=3时,ax2+bx+c=9a+3b+c=7……(4)
将上述方程式,(3)-(2);(4)-(3)
得:
3a+b=2
5a+b=3
得2a=1,或a=1/2,b=1/2及c=1,故:
y=f(x)=1/2x2+1/2x+c
因此画5弦时,y=f(5)=(1/2 )52+(1/2) 5+1=16
如果将x用n代入,则:
y=f(n)=n2/2+n /2+1=n(n+1)/2+1
也就是切了n次以后得到n(n+1)/2+1块的蛋糕。