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數學科

毛毛蟲拜年

一天,上數學課時,老師一時興起拿了個魔術方塊給大家看,大家以為老師要教我們玩魔術方塊的訣竅,役想到老師卻出了難題,要我們說出在方塊上,由一點到另一點的最近路線來;並且是否可以由一點出發,不重覆的經過每一個點,不必經過每一個邊,再回到原點;我們絞盡腦汁,花了很多時間和同學討論,而在老師的指導之下做了探入的研究。

神奇的k值-畢氏數的完全解

關於型如X12+X22+X32=X42的四元二次不定方程的正整數解的一般式,在各篇報告或各著作書上,基於不同的觀點,站在不同的角度去研究,各有各的結果公式,但經過詳細的檢查,都會發現一些漏解,當擴充到更多元時,漏解必然更多。本文透過第47 屆利用銳角Δ、鈍角Δ及直角⊿擴充廣義畢氏定理的探討,擷取”平行線段”及其k 值的概念,發展出一整套N 元二次不定方程正整數解的一般式,並進一步擴展到型如X12+X22+X32=X42+X52(簡稱三對二二次不定方程)的m對n二次不定方程正整數解的一般式。

n柱河內塔的捷徑建構與通式的尋找

對於n柱河內塔的移動,當完成遊戲,其過程必存在「半移動」(名稱說明見P5 )狀態。我們從「半移動」狀態中,尋找出如何達成「捷徑半移動」(名稱說明見P14)的方法?此種方法為「滿格建構」(名稱說明見P12)。進一步利用「捷徑半移動」,建構出「河內塔的捷徑」。並從「滿格建構」推導出的「滿格數量關係表」,發現其關係存在著「巴斯卡三角圖形」。利用「巴斯卡三角圖形」的關係,我們推導出n柱m環的通式。成功的解決了”Explorations in 4-peg Tower of Hanoi” ( Ben Houston & Hassan Masum , 2004 )這篇論文,所談及的『百年來,河內塔4柱以上的移動是不能証明最優化』。

平面圖形重心問題之探討

課本上提到三角形的重心是三邊中線的交點,使我們好奇的想到四邊形的重心在那裏呢?五邊形、六邊形呢?甚至扇形、拋物線圖形呢?因而引起我們研究的動機。

市內兩十字路的間隔多長最好

有時為了急事,想要很快到達某地,叫了計程車,司機按規定速度前行,這時卻偏偏連續遇上幾個紅燈,行行又停停,終於到不了目的地,這是因為現有市內道路忽長忽短,所以雖然有紅綠燈控制,仍不能暢行無阻,因此與起研究此標題的動機,希望車在第一次被紅燈所阻以後,便一路無阻不再遇到第二次紅燈。

燈場亮相

「點燈」益智遊戲,要想辦法讓所有的格子變亮,但點亮的方式必須遵循一個法則,即點亮一個燈時,周遭緊鄰的格子也都會亮起或熄滅,依其原本明暗狀態而變化。二維平面的點燈技巧,經過參考相關資料及嘗試,很快便能掌握,但是較為複雜的三維立體空間點燈,更引起我們的興趣。藉由這次的探討,我們發現立體點燈和平面點燈是有關聯性的,而且解法都具有規律。只要整理出規律,便能推算出同類圖形的解法,輕鬆掌握立體點燈的技巧。

走角落數步數的奧秘

一天上數學課時,老師介紹我們玩幾種棋子遊戲,其中最受歡迎的 〝 走角落數步數的問題 〞 ,一時風行全班,於是大家互相競賽,當格數少的時候,我們還可以一步一步的數出步數,可是格數多時,我們就很難在短時間內算出步數,於是我們就深入研究探討其特性,並求出其快速解題的方法。\r 遊戲規則:\r 一枚棋子由棋盤的左下角出發,沿對角線方向移動,每遇到邊緣便轉90度繼續前進,直到走進某個角落為止,一共走了幾步。\r 例一:4×3的棋盤走了6步(見表1-1)

齊次對稱不等式的一個定理

有理矩陣週期性的探討

用矩陣的特殊性質,如特徵根、行列式值,來解出有關矩陣週期的問題。

連續正整數的鈍角三角形劃分

對於集合 S={k,k+1,…,k+3n-1},考慮其所有三元子集的劃分,我們研究在其中所有子集皆含有的一致性:鈍角三角形。文中給出了對於初始值 k 尋找 n 的方法,並證明其存在性。對於所有 k 我們都能給出 n 的下界,並且發現這下界其實是相當緊的,如果能給出遞增性並且將極小值都構造出來,我們即可將所有 n 最小值之上下界差皆壓至1。在文末我們期望能夠從解析方面來對這問題進行更深的剖析,所以對於一類鈍角三角的的劃分方式給出了其必要條件的限制,並且同時作出關於全體鈍角三角形的等價類分組方式。