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巴斯卡三角形的有趣性質與開立根

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Academic year: 2022

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(1)

巴斯卡三角形的有趣性質與開立根 一個魔術:

請讓我為你變一個魔術。首先,請你在紙上將任意六個 阿拉伯數字寫在同一列上(數字可重複),例如:8 3 7 6 4 5在你寫完之後我將很快地在另一張紙上寫下一個數 字(不讓你看到是多少),然後我請你將你所寫的六個 數字由左而右兩兩相加,將每兩個相鄰的數字的和除以9 的餘數寫在兩個數字的下方;以剛才的六個數字為例,

你將在第二列寫下2, 1, 4, 1, 0 等五個數字,因為8 + 3 除以9 的餘數為2,3 + 7 除以9 的餘數為1, 7 + 6 除 以9 的餘數為4 等,接著我請你依此類推,用相同的方 式由第二列產生第三列,由第三列產生第四列,……,

直到第六列為止;第六列將只剩一個數字。

巴斯卡三角形的幾個有趣而又不難理解的性質:

觀察巴斯卡三角形

A.同一列中的公因數:

(2)

1.第n 列除了頭尾兩端的1 之外的其他(n -1) 個數全部 都是n 的倍數;例如當n 為7 時,第七列的7, 21, 35,35, 21, 7 等全都是7 的倍數。

2. 我們還可推知第p 列除了頭尾兩端的1 之外的其他 ( p-1) 個數的最大公因數一定是p(因為C( p, 1) = p )。

3. 對每一列而言,除了頭尾兩端的1 之外,位於同一列 上的任意兩數之間似乎都不會互質。

B.巴斯卡三角形中的奇數:

巴斯卡三角形的第零列有一個奇數,第一列與第二列各 有兩個奇數,第三列則有四個奇數;如果我們由三角形 的頂端一列一列往下看,各列中的奇數個數分別是1, 2, 2, 4, 2, 4, 4,8, 2, 4, 4, …,它們「似乎」都是2 的整數次方。

C.手算立方根之前當然你要會 "(a +b)3的公式"

由 "(a +b)3" 公式去推出該如何計算立方根,根據此原理 也可以算到n次方根我不會講解他的原理,因此直接講實 例的算法,懂了怎麼算之後你再看立方根的算法你大概 就可以暸解原理了

1.先判斷此立方根為幾位數。可推理出15625的立方根為 兩位數

2.判斷a的值位多少。可推出a的值為2(2的三次方等於8) 3.在判斷b的值為多少。然後套入公式第二個提出b的式 子3a2 +3ab+b2 => 1200 + 60b +b2,最後可以推理出b等於54.

若立方根大於三位數,則重複第三步驟。

在本文結束前讓我們回頭看看本文一開始提及的魔術;

這個魔術不見得要從六個數開始,以下我們先看由四個 數開始的情形。假設最初的四數為A, B,C,D ;如果在各 階段先不做除以9 取餘數的動作,整個計算過程將如下:

(3)

因此這個魔術最後一列的數一定會等於A, B,C,D 分別 乘以(1, 3, 3, 1) 後全部相加再除以9 的餘數,而(1, 3, 3, 1) 正是巴斯卡三角形的第三列;這當然並非偶然,讀者不 難看出如果此魔術是從n 個數開始,最後一列的數一定 會是一開始的n 個數分別乘上巴斯卡三角形的第(n



1) 列的n 個數後全部相加再除以9 的餘數。以本文一開始 的8, 3, 7, 6, 4, 5 六數為例,最後一列的數將是它們分別 乘上1, 5, 10, 10, 5,1 後全部相加再除以9 的餘數;由於 我們在意的只是除以9 的餘數,因此計算過程中所有的 數都可以用除以9 之後的餘數(或是對模9 而言同餘的 數)取代;以本例而言,我們很快就

能算出(甚至用心算)最後的數字為7

參考:科學月刊(許介彥大葉大學 電信工程學系)

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