71.眼見為實
這是個老問題了!分陷阱是在13×5長方形的對角線部,其實它是一個非常細長的平行四邊形,其面積為1平方單位.
72.道路考察
A、C、E、G、H與I為奇數結點,因此與這些結點連接的道路中各有一條必須經過兩次(參見第48題的討論).為了使總里程數最小,應該選擇AG、HC、與IE為重復經過的道路.有一種可能的路徑為:
A→B→C→D→E→F→A→G→F→I→E→I→D→H→C→H→B→G→H→I→G→A
總里程為
(6×13)+(9×12)+(6×5)=216km
73.棋盤上的骨牌
答案是不可能!
假設骨牌一半涂黑色,一半涂白色,形成類似國際象棋棋盤的樣子.去掉棋盤兩個相對角落的方格,會使棋盤少了相同顏色的兩個方格.在圖示中,留下的是30個黑色方格與32個白色方格,因此無法用骨牌擺滿整個棋盤.
74.雙胞胎
知道了方法就很容易!
75.四色定理
許多人都會興致勃勃地要找出無法只用4種顏色繪制的地圖,有時自認為找到了,但后來又會有人只用4種顏色重新著色,而澆他一盆冷水.圖示為如何只用4種顏色將地圖著色的方法.
有趣的是,在環體(如救生圈)的表面,如果要將地圖著色,則至少需要7種顏色.
76.五連形
如果你喜歡拼圖,這個活動應該能使你有如魚得水之感!下面的解答是由一位11歲的兒童發現的,他用幾星期的時間,在練習簿上畫滿了各種不同的解答.你也可以試著用一組五連形拼成如5×5的正方形等其他形狀.市面上也可以找到塑料或木制的五連形與六連形,不過如用彩色卡片紙自己做,效果是一樣的.所有的五連形都可以自行嵌合.
下圖所示為可組成開口盒子的五連形,畫斜線部分為其底部.
請問你是否能將9個正方形排列組合成可以包含這12種五連形的形狀?
77.六連形
35種不同的六連形見下頁圖.畫斜線的是可以折成立方體的形狀.值得注意的是,這里的六連形是以一種系統化的方式呈現的.首先是6個正方形排成一行;然后是5個正方形排成一行(有3種);接著是4個正方形排成一行,另外兩個正方形再在這一行的上下方變換位置.以此類推.
其中偶數型的有11種,奇數型的有24種.
7×6的長方形有42格.假設把7×6的長方形像國際象棋棋盤一樣涂上黑色與白色,則其中會有21格是黑色的.但是7種偶數型六連形的黑色方格總數是偶數,不可能等于21.
可以用類似的論證方法說明為何所有的35種六連形絕不可能嵌合在一起而形成長方形.因為這種長方形有35×6個正方形,故有35×3=105個黑色方格,是奇數個黑色方格.但是有11種偶數型六連形,故應有偶數個黑色方格,其他24種奇數型六連形的黑色方格數也是偶數.既然35種六連形所包含的黑色方格總數為偶數,所以不可能組成長方形.
78.建構立方體
另外兩種半立方體形狀如圖1所示.
把2×2×2立方體分成兩個部分的其他方法,是從2×2×2=8而來,也就是說,可以分成7+1、6+2、5+3或4+4等兩個部分.4+4時的3種情況我們已經討論過了,其他的情況則都只有一種分法,如圖2~圖4所示.
找出新形狀的最好方法,就是用一些立方體實際動手拼拼看,即使用方糖也可以.
使用5個立方體所形成的形狀可以稱之為五方體(pen-tacube),共有29種.其中12種與五連形相同,等于是把一個個立方體放在五連形的正方形上.其他17種三維的形狀如圖5所示.
其中許多形狀互成鏡像,但無法互相嵌合.
分組競賽,看誰能找出最多的形狀.如使用彩色立方體,這個活動會變得更有趣.
此外,設計一套記錄各種形狀的方法也是很值得去做的事.圖6是記錄圖5中第一種形狀的例子.
79.半立方體
這個活動是前一個活動的延伸,雖然不限制使用單位立方體,但是要把一個立方體分成兩個相等的部分并不容易.橡皮泥模型可能對你的研究會有所幫助.找到分解方法后,可以用彩色的卡片紙或木頭做出模型.
80.制作多面體積木
剛開始剪下許多相同的形狀時需要些耐心,但這一定是值得的.使用這些道具,能讓你發現許許多多的立體形狀,而且其中有不少是不用這些道具就想不到的.如果你能說服別人幫助做出三角形與正方形等等,那就更好了.這種方法的好處是,你并不需要買昂貴的材料,只要用一些包裝盒即可.作者用的道具是10年前做的,直到現在還可以用.