理论教育 2累乘引发的趣味代数情景

2累乘引发的趣味代数情景

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:2是一个很小的数字,如果用来累乘,就会迅速增大。已知:一个草履虫分裂40 次后,所占的体积是1 立方米;太阳的体积是1027 立方米。解:问题可以归纳为,1 立方米要用2 累乘多少次,才可以变成1027 立方米这么大的体积。如果从开始算起,一共需要分裂130 次。我们可以算出,最后一次分裂发生在第147 天。假设一张纸的重量是1 克,原子的重量是10-24 克。因为1024 可以用近似值280 来代替,答案显然是80 次,而不是大家所认为的成百上千万次。

2累乘引发的趣味代数情景

2是一个很小的数字,如果用来累乘,就会迅速增大。国际象棋发明人的故事是一个经典,更是一个家喻户晓的例子。现在,我们来看一些大家不熟悉的事例。

题:一个草履虫每隔27 小时分裂一次,假如以此繁衍的后代都能存活,想要繁殖后草履虫的体积和太阳的体积一样大,需要分裂多少次,又需要多长时间呢?

已知:一个草履虫分裂40 次后,所占的体积是1 立方米;太阳的体积是1027 立方米。

解:问题可以归纳为,1 立方米要用2 累乘多少次,才可以变成1027 立方米这么大的体积。由于210≈1 000,因此1027 可以写成:

1027=(1039≈(2109=290

也就是说,一个草履虫分裂40 次后,再分裂90 次,它的体积就和太阳的体积一样大。如果从开始算起,一共需要分裂130 次。我们可以算出,最后一次分裂发生在第147 天。

曾经,有一个微生物学家研究草履虫,亲自观察了一个草履虫分裂了8061 次。你来算一算,如果这些草履虫能够全部存活,最后的体积是多大呢?(www.daowen.com)

前面的问题也可以反过来问:

假如把太阳平均分成两半,再把其中的一半平分成两半,一直分下去,平分多少次后得到的太阳粒子和一个草履虫的体积一样大呢?

虽然你已经知道了答案是130 次,还是会因为这个数字而惊讶不已,它实在太小了。

再来看一个类似的例子:

把一张纸对折后剪开,得到的半张纸再对折剪开,一直这样剪下去,裁剪多少次后得到的纸张和原子一样大?

假设一张纸的重量是1 克,原子的重量是10-24 克。因为1024 可以用近似值280 来代替,答案显然是80 次,而不是大家所认为的成百上千万次。

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