欧拉问题-著名数学题大观
无独有偶。大数学家欧拉也很重视数学的普及教育。他经常亲自到中学去讲授数学知识,为学生编写数学课本。尤其感人的是,1770年,年迈的欧拉双目都已失明了,仍然念念不忘给学生编写《关于代数学的全面指南》。这本著作出版后,很快就被译成几种外国文字流传开来,直到20世纪,有些学校仍然用它作基本教材。
为了搞好数学普及教育,欧拉潜心研究了许多初等数学问题,还编了不少有趣的数学题。也许因为欧拉是历史上最伟大的数学家之一,这些题目流传特别广。例如,在各个国家的数学课外书籍里,都能见到下面这道叫做“欧拉问题”的数学题。
“两个农妇共带了100只鸡蛋去集市上出售。两人的鸡蛋数目不一样,赚得钱却一样多。第一个农妇对第二个农妇说:‘如果我有你那么多的鸡蛋,我就能赚15枚铜币。’第二个农妇回答说:‘如果我有你那么多的鸡蛋,我就只能赚623枚铜币。’问两个农妇各带了多少只鸡蛋?”
历史上,像这样由对话形式给出等量关系的题目并不少见。例如公元前3世纪时,古希腊数学家欧几里得曾编了一道驴和骡对话的习题:
“驴和骡驮着货物并排走在路上,驴不住地抱怨驮的货物太重,压得受不了。骡子对它说:‘你发什么牢骚啊!我驮的比你更重。如果你驮的货物给我1口袋,我驮的货物就比你重1倍;而我若给你1口袋,咱俩才刚一般多。’问驴和骡各驮了几口袋货物?”
12世纪时,印度数学家婆什迦罗也曾编了一道相似的习题:
“某人对一个朋友说:‘如果你给我100枚铜币,我将比你富有2倍。’朋友回答说:‘你只要给我10枚铜币,我就比你富有6倍。’问两人各有多少铜币?”
但是,“欧拉问题”却编出了新意,由于两种“如果”出的答数无倍数关系可言,使得题中蕴含的等量关系更加行踪难觅,解题途径与上述两题也不相同。
下面是欧拉提供的一种解法。
假设第二个农妇的鸡蛋数目是第一个农妇的m倍。因为最后两人赚得的钱一样多。所以,第一个农妇出售鸡蛋的价格必须是第二个农妇的m倍。
如果在出售之前,两个农妇已将所带的鸡蛋互换,那么,第一个农妇带有的鸡蛋数目和出售鸡蛋的价格,都将是第二个农妇的m倍。也就是说,她赚得的钱数将是第二个农妇的m2倍。
于是有m2=15∶623。
舍去负值后得m=3/2,即两人所带鸡蛋数目之比为3∶2。这样,由鸡蛋总数是100,就不难算出题目的答案了。
想出这种巧妙的解法是很不容易,连一贯谨慎的欧拉也忍不住称赞自己的解法是“最巧妙的解法”。