你想知道生活中有甚麼數學嗎?

2014年2月9日 星期日

當另一半問:你到底有多愛我?數學能解答

當另一半問:你到底有多愛我?數學能解答

來源:Lel4nd@flickr, CC BY 2.0.jpg
數學相當強調「量化」的概念。用熱戀中的情侶最愛說的話來舉例就是——你到底有多愛我?
這是個很難回答的問題,跟「數學到底能幹嘛?」差不多困難。要是隨便說個「超愛的」,恐怕對方會立刻展現出約莫一平方公分的白眼,貞子從電視機裡爬出來時的極限也差不多是這樣了(很老的梗嗎?)
在與各位分享該如何回答這個問題前,我們先看看生活中其他事物是如何量化的。
基準是量化的基準
最常見的數量當屬「長度」了。
理化課本有教過,公尺最早的定義是:通過巴黎的經線,從赤道到北極的距離的千萬分之一。之後,人們還製作了一架米原器(Mètre des Archives),以零度時米原器的兩道刻度距離,定義為一公尺。
科技進步,手機日新月異,手機不僅是必需品,還是一種時尚品。公尺的定義也不遑多讓,不斷更新,越來越精準,如今最時髦的定義是:光速的1/299792458。
用光速、經線、甚至用幾支iPhone來作基準都無所謂(答案是8支iPhone約為1公尺),重點是要有「基準(reference)」。任何量化都是相對的概念,我身高一米七,意思即是我整個人是赤道到北極距離的千萬分之1.7 ,或光走5.670589618奈秒的距離。
原來矮子如我,低頭看自己的腳也有時間差,真感人。
我們只是將這段長度取名為「公尺」,要叫他阿姆斯特朗旋風炮也可以,目的只是為了省略掉原本那一長串,有關經線或光速,講出來大家也無法想像的長度。
再奇怪的東西,都可以量化
只要有基準,誰都可以被量化。
好比「辣」這種因人而異的感覺,也可以量化成:甜椒0~5度,普通辣椒約10,000度(也跳太快),知名的辣椒醬Tabasco則是2,500~5,000度。辣度的基準來自於從食物中萃取一單位的辣椒素,加水稀釋,再找一位可憐蟲來品嘗。
不考慮品嘗過程中造成的液體損失,不考慮可憐蟲的味覺。當這位可憐蟲用那媲美梁朝偉在《東成西就》裡的一雙厚唇說「我吃不出來有辣的感覺了」,稀釋溶液與原本辣椒醬的比例,就是辣度(Scoville Scale)。
糖度也是類似的測量方式,擔任基準點的一度糖度(Brix),即是1克蔗糖融在100克水中的糖度。有了基準點,便可以用各種方式去量化不同水果、飲料的糖度。
每次我去飲料站時,都很想對著店員大喊:「我要糖度10 Brix的葡萄柚綠茶,不要再跟我說什麼微糖、三分糖了!」
不過,可能會被當瘋子吧。一定會的。
絕對的基準,不如相對的基準
解釋辣度時,我們可以發現到有個彆扭的地方,辣度跟資本主義社會的財富一樣,甜椒只有可憐的2、3度,Tabasco為5000度,特立尼達蠍子壯漢T辣椒將近150萬辣度。在這種情況下,比起使用「絕對」的辣度作為基準點,我們更常使用「相對」的基準點。
好比說,講起國人一年吃過的便當盒堆疊起來有多高,要是超級高,媒體可能會說「有幾棟101高」。我們也可以用辣度這條線上,連續的兩項產品做為基準點:特立尼達蠍子壯漢T辣椒是一般辣椒的150倍,一般辣椒是Tabasco的2倍,Tabasco則是甜椒的2500倍。
這樣量化的好處是,量化的倍數會比較小,比較好想像。但缺點則是,要是想知道特立尼達蠍子壯漢T辣椒是Tabasco的幾倍,就得牽扯到比加減要麻煩的乘除運算。
某些數學,正是為了解決討厭的計算過程而生的。
雖然它看起來也蠻討厭的就是了。
分貝(decibel, dB)出場
大家常聽到的「分貝」,就是為了這種狀況而生。
給定基準點是A2,A1即可以用X dB來量化。
X dB = 10×log10(A1/A2)
在分貝換算下,特立尼達蠍子壯漢 T 辣椒比一般辣椒要辣21.8 dB,一般辣椒比Tabasco要辣 3 dB,特立尼達蠍子壯漢T辣椒則比Tabasco辣24.8 dB。可以看見,變成分貝後,原本要用乘除運算150×2 =300的倍數問題,跟傳統的線性刻度一樣,可以使用加減法運算21.8+3 =24.8就可以解決。
這個,即是所謂的對數乘法規則。直觀一點地想,差10倍剛好是10×log1010=10分貝,差 100 倍則是10×log10100=20分貝,剛好是兩個「差10倍」換算成分貝後的相加。換句話說,如果今天冰箱、冷氣機、跟對面老王的太太製造出來噪音各是50、60、70分貝,也可以很快直接推論出冷氣機的音量是冰箱的10倍,老王的太太又比冷氣機吵10倍,總共是比冰箱吵100倍。
你到底有多愛我的數學式回答
最後回到一開始的話題,要是你的另一半雙手繞著你的頸子,輕聲問你:「你到底有多愛我?」
為了不讓她的雙手變成蟒蛇,你的頸子變成一隻等著被絞殺的青蛙,你得先搞清楚,這問題跟所有的量化問題一樣,重點在「基準」。
你不能拿舊情人來當基準,姑且不論你搞不好得因此說謊(大概是前女友的0.5倍那麼愛吧,這種話說得出口嗎),拿舊情人當基準太無情,對方搞不好會控訴你「以後你也會這樣跟別人說嗎」。
也不能拿朋友的感情來當基準點,免得下次她不小心說溜嘴:「你說要跟比我們少3 dB恩愛的情侶出去嗎?」
拿太大的基準「謝霆鋒愛張柏芝」太不誠懇,太小的基準「張柏芝愛謝霆鋒」又是找死。
我認為最好的方法呢,是以「當下的關係」當基準點,去量化「未來的關係」。
「我噢,如果以現在為基準點,我們繼續這樣相處下去,可能每隔一天,我就會多愛妳 3 dB,噢,你不知道dB嗎?3 dB就是2倍的意思……」
這邊還可以轉移話題,多好。
如果她對單位不感興趣或她根本數學比你好,那你只好接著說:「這樣交往一個星期後,我愛妳的程度跟今天比,就像特立尼達蠍子壯漢T辣椒跟一般辣椒的辣度差異。」
這是數學式的浪漫。有用嗎?我想或許有用吧。

2014年1月19日 星期日

加生數學退步 家長促改革 記者阮耀毅/綜合報導 January 15, 2014

加生數學退步 家長促改革
記者阮耀毅/綜合報導
January 15, 2014 09:00 AM | 647 次 | 0 0 評論 | 2 2 推薦 | 電郵給朋友 | 打印

加拿大學生的數學能力逐年下滑,引發家長憂心,要求當局改革課程。(本報資料照片)
加拿大學生的數學能力逐年下滑,引發家長憂心,要求當局改革課程。(本報資料照片)
在最近出爐的「國際學生評估」(PISA)測試中,加拿大學生的數學能力大幅滑落,引起不少家長震驚並發起請願活動,要求教育當局放棄所謂「新數學」(new-math),恢復著重基本的「傳統教學法」。

由經濟合作發展組織(OECD)針對全國65個國家及地區15歲學生所做的PISA測試上月出爐,儘管加拿大綜合排名第6表現不俗,但數學成績卻較上一次評比大幅滑落,從第6跌至11名,且成績較9年前滑落14%。

這個測試即時讓許多家長擔憂,並在網站上發起請願活動,要求各省教育主管機構揚棄目前小學所採用的「新數學」系統,恢復著重學生基本運算與理解能力的「傳統教學法」。

這項草根行動引起全國各地家長的熱烈迴響,他們組成「聰明數學聯盟」(Western Initiative for Strengthening Education in Math, WISE Math)展開遊說。

卑詩省家長賀爾太太(Tara Houle)是聯盟成員之一,她說目前學校採用的各種「創意」數學教學法,根本幫不了自己的女兒了解一些簡單的數學觀念,例如乘法。

她舉老師在小學4年級課堂上用「數獨」(Sudoku)教學生了解「九九乘法表」,或是用電腦打怪獸的遊戲教學生解答3 x 4這種簡單問題。讓家長在協助子女做家庭作業時備感挫折,因為女兒一天到晚抗議,母親的教法太老套,學校早就不這麼教了。

但女兒在5年級時,另一老師採取截然不同的教學方式,每天都要學生做練習題。此外,她還花錢送女兒去補習,協助她理解過去搞不清楚的基本數學觀念。從此女兒數學成績大幅進步。

因此對「新數學」的教學成果不敢恭維,希望學校能恢復她們小時候所採用的傳統教學法。她說不只是她有這種感覺,不少家長都有同感。

但卡加利大學(University of Calgary)教育系助理教授法蘭西斯(Krista Francis)認為,數學教育是希望學生能多些思考,學得解決問題的能力,傳統教學法100年前或許有效,且「記憶」並非了解學科的唯一方法。

2014年1月14日 星期二

看畫學數學/先抓住孩子注意力 2011/12/04 【聯合報╱記者薛荷玉】

看畫學數學/先抓住孩子注意力

文章日期:2011-12-21 09:37

看畫學數學/先抓住孩子注意力
2011/12/04
【聯合報╱記者薛荷玉】「我去了一間好大的房間!」小朋友說。好大到底有多大呢?國北教大數學系教授鍾靜說,會數學的小朋友可以說,教室有2層樓高,15排位子,可以坐300個人。數學不但可以增進邏輯推理,還可以提升小朋友的表達溝通能力呢!
大力推動用繪本學數學的鍾靜,不只是大學教授,也曾擔任8年的國小校長,很了解小朋友怕數學的心理和學習碰到的困難。她說,數學其實很好玩,如果家長能帶著小朋友一起讀數學繪本,就能在不知不覺中,教會孩子數學的推理觀念。
鍾靜說,數學其實不抽象,生活中很多地方都用得到數學。比如說,小孩子長得快,常常會發現,去年還合穿的衣服,今年袖子就變短了。「我可以搆得著電鈴及電話了,我真的長高了嗎?」小朋友會這麼問。
鍾靜舉繪本《可愛的尺》為例,小朋友不一定得拿一把尺來量身高,也可以把身高畫在牆上,再用手掌來量,就可以知道長了幾個手掌高。
「一公尺有多長?標準答案是100公分。學校都是這樣教的,但小朋友對一公尺到底有多長卻沒有概念,其實差不多就是小二生雙臂展開的長度。」鍾靜一邊把兩手張開一邊解釋。
要看看森林裡的動物哪個比較重,除了可用天平兩兩直接比較,也可以在天平的一邊放石頭,量量每隻動物有幾個石頭重,「這就是間接比較。」鍾靜說。
鍾靜說,用繪本教數學的關鍵就是先用好聽的故事抓住孩子的注意力,讓他專心傾聽,接著親子還可以討論,「千萬不要太用力教數學概念哦。」


全文網址: 看畫學數學/先抓住孩子注意力 - 親子大視窗 - 親子成長 - udn校園博覽會 http://mag.udn.com/mag/campus/storypage.jsp?f_ART_ID=358341#ixzz1h83kaOmA
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穩賺不賠?收購發票 中獎率高過樂透 TVBS 2011-11-25 19:51

穩賺不賠?收購發票 中獎率高過樂透

文章日期:2011-12-21 09:42

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TVBS 2011-11-25 19:51
花 1元買一張發票,老先生到底在打什麼算盤?實際找來數學老師,計算出中獎機率,花1千元不賺不賠,但買了1萬張發票,就可能賺2400元,買越多賺越多, 老先生在通包的前提下,真的可以穩賺不賠,有人算盤打的精,但也有人以蒐藏為樂,家中收藏200萬張發票,還打算要開博物館呢!

4人齊獲同花龍 機會微如在太平洋找某一滴水 http://www.chinareviewnews.com 2011-11-26 11:29:29

4人齊獲同花龍 機會微如在太平洋找某一滴水

文章日期:2011-12-21 09:41

4人齊獲同花龍 機會微如在太平洋找某一滴水

http://www.chinareviewnews.com   2011-11-26 11:29:29  


英國4名長者最近玩啤牌,派完整副牌後各人拿來一看,竟發現各自派得一副13張牌同花龍。
中評社香港11月26日電/英國4名長者最近玩啤牌,派完整副牌後各人拿來一看,竟發現各自派得一副13張牌同花龍。數學家指出,這個罕有的“完美組 合”出現機會率是2,235,197,406,895,366,368,301,559,999分之一,機會之微就等如在太平洋找到特定的一滴水一樣。

   明報專訊,這個天文數字般的機會率,究竟是什麼?這個分數的分母,共有28個位,在數學上稱為“Octillion”,也就是1000的9次方;相比 下,數字單位“兆”或“萬億”(Trillion),則是1000的4次方。上述的天文數字,用中文可粗略喚作2235兆兆。六合彩中頭獎的機會率是 13,983,816分之一(即約“1000的2次方”再乘14)。經計算可知,4人同持13張牌同花順的機會率,是中六合彩頭獎的1.6億萬兆倍(即 160乘以百萬兆)。

  年過古稀的杜思韋 特(Wenda Douthwaite)、比斯利(Arthur Beasley)、斯通(Norman Stone)與科爾斯(Ron Coles)日 前在沃里克郡(Warwickshire)一條村的會所玩啤牌,意想不到一開局,彼此的第一手13張牌全是同花一條龍。73歲科爾斯說﹕“我一如往常反覆 洗了好多次牌,然後由比斯利切牌,接著他交給我發牌。”

  77歲的杜思韋特說﹕“我一拿起手上的牌看,赫見一整副黑桃。我們在桌面亮牌,比斯利全是紅心,斯通全是階磚,科爾斯是梅花。儘管並非順序,卻全部同花。我們全都嚇了一跳。”

  欠人見證 否則可寫世界紀錄

  他們認為這是神來之筆,只欠沒有人見證使之可寫入健力士世界紀錄。其中一人更以兒孫的性命發誓,他們沒作假。

老人自稱解出難題 希望專家幫忙驗證 新華網河北頻道 ( 2011-12-14 09:16:34 ) 稿件來源: 石家莊日報

老人自稱解出難題 希望專家幫忙驗證
新華網河北頻道 ( 2011-12-14 09:16:34 )        稿件來源: 石家莊日報
    “我解出了國際數學界100個難題之一‘柯克曼學生散步問題’的延伸大題,希望能找到專家驗證一下。”昨日,行唐縣72歲的李老先生來電向本報求助。
    李老先生告訴記者,2002年,他從一本雜志上看到了一道數學題:“某寄宿學校的15名女學生,每天都3人一行外出散步一次,怎樣安排才能 使每個學生一周7天內和其他14名學生在3人行中散步各一次。”李老先生說,據當時的文章所載,此題是1850年一位英國的數學家提出的,在100多年間 無人能解,成了國際數學界100個世界難題之一,即“柯克曼學生散步問題”。李老先生是師范學校畢業的,對一些學術研究一直很感興趣,他下決心一定要破解 這道難題。
    2009年10月13日,經過七年時間的努力,他終于解出了答案。對此,河北師范大學的一位數學老師經過驗證,老人解出的答案正確。“老李不是專門學數學的,對數學也沒有太多的研究,可他反復驗算的執著精神讓大家敬佩。”李老先生的一位鄰居說。
    “現在,我又解開了這道題延伸後的一係列大題。”李老先生說,他解出的延伸問題是:一、9名學生3人一組散步延伸為18名學生6人一組、 27名學生9人一組散步問題。二、15名學生3人一組散步延伸為30名學生6人一組、45名學生9人一組散步問題。三、27名學生3人一組散步延伸為54 名學生6人一組、81名學生9人一組散步問題。李老先生已經將題解過程詳細記錄下來,希望數學專家們或數學愛好者看到後盡快聯係他,一起驗證“柯克曼學生 散步問題”延伸係列的答案。