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美麗的植樹(shù)圖案

來(lái)源:新華網(wǎng) 作者:      2019-01-07

  很久以前,阿拉伯?dāng)?shù)字王國(guó)的國(guó)王過(guò)20歲生日,羅馬數(shù)字王國(guó)派人送來(lái)了20棵珍貴的樹(shù)作為生日禮物。阿拉伯?dāng)?shù)字國(guó)王十分高興,他命令大臣將這20棵樹(shù)栽在宮廷花園里,要求每行要有4棵,還要使行數(shù)最多。大臣張榜招賢,凡是能巧妙地栽種這20棵樹(shù)的人將有重賞??墒牵l(shuí)也設(shè)計(jì)不出來(lái)。大臣日夜思索,翻了大量的資料,又用石子進(jìn)行了一次次的試驗(yàn),還是沒(méi)有任何頭緒。突然有一天大臣看到一張名為山姆·勞埃德的數(shù)學(xué)家設(shè)計(jì)的圖案,極其美妙,圖中所栽的樹(shù)不論橫數(shù)、豎數(shù)或斜數(shù),每行都是4棵,一共18行。大臣立即把圖案獻(xiàn)給國(guó)王,國(guó)王贊嘆不止,并將這個(gè)圖案命名為“20圖案”,并立即派人按照“20圖案”把20棵樹(shù)種在宮廷的花園里。

 

  20棵樹(shù)的問(wèn)題,源于植樹(shù),升華在數(shù)學(xué)的圖譜學(xué)中。圖譜構(gòu)造的智、巧、美又廣泛應(yīng)用于社會(huì)的方方面面。20棵樹(shù)植樹(shù)問(wèn)題,簡(jiǎn)單地說(shuō)就是:有20棵樹(shù),若每行四棵,問(wèn)怎樣種植(組排),才能使行數(shù)更多?

 

  早在16世紀(jì),古希臘、古羅馬、古埃及先后完成了16行圖的排列,如圖2。

 

  進(jìn)入18世紀(jì),德國(guó)數(shù)學(xué)家高斯猜想20棵樹(shù)植樹(shù)問(wèn)題應(yīng)能達(dá)到18行,但一直未能見(jiàn)其發(fā)表他繪制出的18行圖。直到19世紀(jì),此猜想才被美國(guó)的娛樂(lè)數(shù)學(xué)大師山姆?勞埃德完成并繪制出了精美的18行圖,如圖3。此后還制成娛樂(lè)棋盛行于歐美,頗受人們喜愛(ài)。

  進(jìn)入20世紀(jì)后,電子計(jì)算機(jī)得到了大力發(fā)展。電子計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中大顯身手。數(shù)學(xué)上的20棵樹(shù)植樹(shù)問(wèn)題也隨之有了新進(jìn)展。在20世紀(jì)70年代,兩位數(shù)學(xué)愛(ài)好者巧妙地運(yùn)用電子計(jì)算機(jī),超越了數(shù)學(xué)大師山姆·勞埃德保持的18行紀(jì)錄,成功地繪制出了精湛美麗的20行圖,如圖4,創(chuàng)造了20棵樹(shù)植樹(shù)問(wèn)題新世紀(jì)的新紀(jì)錄,并保持至今。

 

  原文鏈接:http://www.xinhuanet.com/science/2019-01/06/c_137719650.htm

 

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