02.15 簡單的小學數學題,80%的人竟會出錯,到底可以裝多少個正方形?

問題:10X10的正方形內,可以畫多少個直徑為1且不重疊的圓?

簡單的小學數學題,80%的人竟會出錯,到底可以裝多少個正方形?


100個,這是多數人的答案,但這是錯誤的,且聽下文慢慢分析.

再來一個問題,相信沒有一個人會錯誤:1X1的正方形內可以畫多少個直徑為1且不重疊的圓?

答:有且只能畫1個.

簡單的小學數學題,80%的人竟會出錯,到底可以裝多少個正方形?


換一個問題:1X3的長方形可以畫多少個直徑為1且不重疊的圓?

答:3個.如下圖所示:

簡單的小學數學題,80%的人竟會出錯,到底可以裝多少個正方形?


再來一個問題:1.5X5的長方形可以畫多少個直徑為1且不重疊的圓?

答:多數人會說是5個,此時,同學們按照上述相同的方法作圖的話的確只能畫5個,但明顯是錯誤的.畫圖決定了你能否得到正確的數量.正確如下圖:

簡單的小學數學題,80%的人竟會出錯,到底可以裝多少個正方形?


當然,上述準確數量到底是不是6還有待驗證,但此方法卻給了我們一個巨大的啟發,在邊長增加的情況下,我們不能按照原來的方式進行畫圖.一個圓可以不止與兩個圓相鄰,可以是三個,甚至更多.

我們再將問題推進:6X6的正方形可以畫多少個直徑為1且不重疊的圓?

簡單的小學數學題,80%的人竟會出錯,到底可以裝多少個正方形?


很明顯,若一個一個的排列圓,那就會剩下很多空餘的浪費掉.若考慮增加一個圓相鄰的圓的數量,那剩餘浪費的空白部分將會充分利用起來.於是數量明顯不是原來的6X6,而是現在的39.當然39這個數據還比較粗糙,還需要通過相應的方法進行準確計算.通過上述方法,那10X10的正方形,到底可以畫多少個直徑為1且不重疊的圓就可以非常明確的回答不止100個.如下圖:

簡單的小學數學題,80%的人竟會出錯,到底可以裝多少個正方形?

105個版


簡單的小學數學題,80%的人竟會出錯,到底可以裝多少個正方形?

106個版


那能否裝下107個呢?其實上述例子也說了,39並非精確數字,106也並非精確數字.精確數字也不能直接用手操作去畫圖,畢竟誤差也會影響最終的結果.

這就需要靠數學建模了的巨大能量了,將此問題進行程序化,那更大的正方形能裝下多少個不重疊的圓也能夠得到精確的數字.


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