这篇文档实际上是一个结合了魔术和数学的中学数学教学材料,主要探讨了如何利用数学知识揭秘刘谦的一个“预测未来”的魔术。在这个魔术中,魔术师能够准确预测经过一系列操作后剩下的四个数字之和,而这个预测是基于数学原理的。
魔术的基本设定是一个4x4的方格,包含了16个连续的自然数。魔术师只需看到方格的四个角上的数字,就可以预测出主持人最后剩下的那个数。关键在于每行有7个数,而且每行的数都是连续的。假设框中的第一个数为x,那么每一行的数可以表示为x、x+1、x+2、x+3、x+7、x+8、x+9。由于主持人每次选择一个数并划去同一行和同一列的其他数,所以剩下的四个数分别来自四列,但每个数的x部分是相同的,只有7的倍数部分不同。无论主持人怎么选择,这四个数的x部分加起来是4x,而7的倍数部分可以通过a+b+c+d=6来计算,这样就能得出四个数的总和。
文档还提供了这个魔术的推广,如果每行最多排列n个连续自然数(n≥4),则四数之和为4x+6n+6。例如,如果有10列,那么和为4x+66。再进一步推广,如果用一个m×m的正方形框住数,共有n列(n>m),则m个数的和可以用等差数列求和公式计算,即mx+n(m-1)/2。例如,如果框中是8x8的数,共有20列,那么8个数的和为8x+19×8。
通过这种方式,学生可以理解到,即使在看似复杂的魔术表演背后,也隐藏着数学的规律和逻辑。这种结合实际问题的教学方法有助于激发学生对数学的兴趣,同时也让他们意识到数学在日常生活中的应用。