顺着尾巴抓住头

左加林

数学学习的目的最终要体现在应用上,落实在解决现实生产、生活的种种问题中.而数学在现实问题中的应用,也不仅仅表现为数学知识的应用.很多情况下,更重要的是数学的思想方法的应用.下面我们将要提出的两个问题,虽不需要怎么高深的数学知识就能解决,但问题并不因此就认为是容易的,若没有掌握正确的数学思想方法,你可能根本无法解决或不能很好地解决.

问题 1.某小贩把他所有的西瓜的一半又半个卖给第一个顾客,把余下的一半又半个卖给第二个顾客,就这样,他把每次所余西瓜的一半又半个卖给以后各个顾客.卖给第七个人以后,他已一个西瓜也没有了.问这小贩原有西瓜多少个?

[ 背景] 这个问题原是数学大师欧拉十分喜欢的“农妇卖鸡蛋”的问题的衍生.“农妇卖鸡蛋”问题是这样的:一农妇去市场卖鸡蛋,第一次卖出全部鸡蛋的一半又半个;第二次又卖出剩下鸡蛋的一半又半个;第三次卖出前两次卖后剩下鸡蛋的一半又半个,最后又卖出所剩下鸡蛋的一半又半个,这时鸡蛋恰好卖完,问农妇原有鸡蛋多少个?

问题一经大数学家提出,便引起了众多数学爱好者的极大兴趣,于是, 许多人也对此探索出了许多解法.但这些解法大多按“从头至尾”的常规思路进行,使过程显得相当烦琐.结果还是欧拉本人一反常规,别出心裁地按“从尾至头”的逆推思路给出了它的一个最简便的解答:

从最后的情形着眼考虑,第三次卖完后所剩(即第四次卖出的鸡蛋只可能为 1 个(一半又半个),第二次卖完后所剩(即第三次卖出的)鸡蛋则应为:(1+0. 5)个×2=3 个,第一次卖完后所剩(即第二次卖出的)鸡蛋应为:(3+0. 5 )个×2=7 个,从而可知,农妇原有鸡蛋为:(7+0. 5) 个×2=15 个。

解:仿上按欧拉提出的逆推思路,则易得小贩原有西瓜数为 127 个.

显然,若作一般考虑,设这堆西瓜分 n 次卖完,也可按此逆推思路推出每一次卖出后所剩的直至推出原有的西瓜数.而这时用常规的顺推思路求解就相当困难了.

问题 2.设有甲、乙、丙三个小组,现对这三组人员进行了三次调整:第一次丙组不动,甲、乙两组中的一组调出 7 人给另一组;第二次乙组不动,

甲、丙两组中的一组调出 7 人给另一组;第三次甲组不动,乙、丙两组中的

一组调出 7 人给另一组,经过这三次调整后,甲、乙、丙三组分别有 5 人、

13 人、6 人,试问各组原有多少人?

分析:本题的进行过程与问题 1 略有相似之处,但因存在的元素分成了三组,情形自然显得更复杂些.而注意到问题的一些关键数据落在“尾巴”上, 即反映第三次调整后,因而其解决的途径仍需“从尾至头”逆推.