數學科

三角獨子棋是一個有趣的遊戲，其玩法是在一個15格的三角棋盤中，由電腦隨機出題，以跳棋的方式，跳一子取一子，最後棋盤上必須只剩下一子才算過關。我們好奇到底可以出幾個不重複的關卡，也想要找出每關的破解方法，對其展開深入的研究…。透過棋子兌換法及電腦程式運算，找出了此遊戲中不同棋數的所有有解盤面；進一步透過三色定理以及自行發展找解策略：一線法、對稱跳法、棋子集中原則、棋盤切割法、缺子終點對調法等，找出了有限棋盤T（5）至T（8）缺一子位置與其終點位置的關係及其解法。

在三色卡中，發現若能排列成使所有(n-1)(n-2)/2 個正六邊形中都有0 或3 或6 張「相異卡」時，此色卡必可拼成。四色卡共有A、B、C、D、E、F 六種，其中A 和F，B 和D，C 和E 顏色排列順序恰好相反。當任取四張四色卡排成田字欲判斷是否有解時，可用換半套法將F 換成A，D 換成B，E 換成C，再依判別規則即知是否有解。這在n×n 拼圖上可迅速檢查出無解排列。四色卡中只取相對一組卡(如A 和F)作九宮格拼圖，在所有(n-2)2 個排列組合中，若均有(1)一條鞭型 (2)提燈籠型(3) Y 字型 (4)X 字型四形之一則此色卡必可拼成，反之則否。利用 n2/2 張A 與n2/2 張F，想在一張空白n×n 拼盤上快速拼出一個成功的拼圖，須使一、 行中 A 張數×列中A 張數＋行中F 張數×列中F 張數＝n2/2 張。或 二、 只要在一排中放n/2 張A，亦能拼成。在一種創新四色卡兩人拼圖競賽(甲欲拼成，乙扯後腿)中，常態下輸贏機率各半，但本文中找到一種贏的策略，若甲方使用此策略必勝。

由我們所學三角形的『邊長關係』、『全等性質』、『面積公式』，進而討論到四邊形、n邊形。並利用逐步推理的方式，由特殊四邊形推到一般四邊形的面積公式，而從一般四邊形公式可知圓內接四邊形為最大，越退化成三角形或一直線時面積越小。最後依我們的研究方式推測n邊形給定邊長之最大面積範圍及面積極小值。

黃金矩形與費氏數列的關係是數學上十分著名的例子，國民中學數學課本第四冊曾介紹以一元二次方程式來解決黃金矩形的長寬比值問題，此種方法使我們感到新奇，想看看是否能加以推廣？是否能找到類似於黃金矩形而可無限次分割的矩形？若是能找到這種矩形，那麼它的長寬比值，是否類似黃金矩形和費氏數列之關係，而伴隨一個數列？此數列能不能發掘出它內涵的規則所在？這些新穎的問題，使我們興起了研究的動機，試著去探討，希望能解決這些問題。

「神奇的傑克」是上屆全國科展第二名作品，由於考慮其內容還有充實的空間，我們便決定以更有系統的討論觀點，來完成這份作品。我們的作圖方式是以傑克中心為標準，完整討論傑克結構九種不同連法下，向傑克中心的異側做正方形時，面積發展的關係與性質。由於以推理幾何驗證面積關係的過程，必須用到複雜的輔助線、且驗證步驟冗長，所以轉而運用「解析幾何」以簡化繁瑣的驗證程序。因為解決了坐標設定的問題，才得以為傑克結構開拓更大的研究空間。我們進一步以「解析幾何」討論向傑克中心同側做正方形時，九種不同連法下，圖形或面積發展的關係與性質。我們以MB(i)、MT(i)、MC(i)、NB(i)、NT(i)、NC(i)、HB(i)、HT(i)、HC(i)表示九種不同連結情況下的第i層四邊形；A[MB(i) ]、A[MT(i) ]、A[MC(i) ]、A[NB(i) ]、A[NT(i) ]、A[NC(i) ]、A[HB(i) ]、A[HT(i) ]、A[HC(i) ]表示九種不同連結情況下的第i層四邊形面積，最後整理不同連接情況下，同一層四邊形間的各種面積關係，「從一粒沙看一世界」，窺探永恆、無盡的幾何之美。

假如你（您）每天山你家最近的公車站牌搭乘市區公車，而 1路順時針方向2路反時鐘方向走同一路線各為每隔20分鐘一班，班次相等由總站每隔 10分鐘輪流交互開出繞市區一周，你不定時到站牌處不管1路2 路，反正都可到達目的地，只要先到的就上車，那麼您搭乘到的1路機會多？還是2路機會多？

在知識探索的歷程中，接觸實際的事物是增進學習的最佳方法。高二下，我們面臨許多二次曲線上的問題，過些問題可以用空問上的概念來解釋。在以往，我們所涉及、所熟知的只限於平而上的幾何圖形。囚此，我們對於空間上的概念並非十分明確，而必須借重各種模型來加以深入探討，但是我們對於所接觸到教具，感到並非理想，他們過於死板化。所以我們建立了一套活動的立體模型，希望能夠使教學兩方面進行得更順暢，同時也將一些"性質"加以研究、討論、證明。

上數學課前，老師要全班先背一遍九九乘怯表 2 到 5 都背得很順口，也背得很快，叫起來但是4X9=36 就常有同學背成4X9=32。孟怡和我還有碧蕙就大叫起來，4X9怎麼會32呢？老師就點點頭叫大家繼續背， 6 的乘數背的速度就比前面的 5 慢，7 和 8 更慢，而且雜音很多，背錯的同學都伸長舌，慢慢的背到9X4又是32。 等大家都背完9X9=81，老師就從 2 的倍數開始教大家算一算，它的倍數會變什麼魔數？讓大家認識九九乘法的變數，老師教大家做一做，我們覺得很有趣因為： 發現： ( 1 ) 2 . 4 . 5 . 7 . 8的乘法它們的積數 ，十位和個位數字相加所得的和 1 到 9 的數字都有，【 如(一)(三)(四)(六)(七)】。 ( 2 ) 3 和 6 的乘扶，積數的十位數和個位數相加所得的和都是 3 、 6 、 9 三個數字 【 如(二)(五) 】。 ( 3 ) 9 的乘怯，積數的十位數和個位數字相加，所得的和都是 9 的數字 【 如(八)】。 ( 4 ) 3 . 6 . 9 的倍數，要怎麼認呢？

最近我們班上流行一種遊戲，我們都很喜歡玩，為了徹底了解這個遊戲，及怎樣才容易贏，於是做了下列的研究。

作者認為：教學時，應該在「常態分班」及「五育並重」之原則下，時時顧慮兒童的「個別差異」，因此以數學科為中心，研究適合「個別差異」的「能力分排教學法」。