Transcript 奧林匹克數學
奧林匹克數學(代數及組合數學) 隊員: 陳俊銘 郭俊榮 吳珈琪 余國豪 目錄 • 奧林匹克數學的定義 • 組合數學 -著名問題 -日常例子 • 代數 • 感想 國際奧林匹克數學 • 國際奧林匹克數學(簡稱: IMO、奧數),是國際科 學奧林匹克歷史最長的賽 事。 • 1934年和1935年,前蘇 聯率先在其國內的列寧格 勒和莫斯科舉辦中學數學 競賽,並冠以「數學奧林 匹克」的名稱。 國際奧林匹克數學項目 • 當中所有的問題都是 由中學數學課程中的 不同範疇中選出,通 常是組合數學、數論、 幾何和代數、不等式。 數學知識 • 要解決這些問題,參 賽者通常不需要更深 入的數學知識,但就 要有異想天開的思維 和良好的數學能力, 才能找出解答。稍後 我們就會重點介紹組 合數學和代數。 組合數學(廣義) • 組合數學可以分為廣 • 義和狹義。 廣義的組合數學是一 門研究。隨着計算機 科學的日益發展計算 機科學的核心內容就 是使用算法來處理離 散數據。 0 組合數學(狹義) • 狹義的組合數學則主要是 研究滿足一定條件的組態 (也稱組合模型)的存在、 計數以及構造等方面的問 題。 • 組合數學的主要內容有組 合計數、組合設計、組合 矩陣、組合優化等。 組合數學的著名問題 • 例子:船夫過河 • 問題: • 有一個農民到集市買了一隻狼、一隻羊和 一袋草,回家時要渡過一條河。河中有一 條船,但是只能裝一樣東西。而且,如果 沒有人看管,狼會吃掉羊,而羊又很喜歡 吃草。 • 問:怎樣才能讓這些東西都安全過河? 船夫過河 遊戲網址: http://www.plastelina.net/game 1.html 組合數學的著名問題解答 • 第一步、帶羊過河; • 第二步、空手回來; • 第三步、帶狼〔或草〕過河; • 第四步、帶羊回來; • 第五步、帶草〔或狼〕過河; • 第六步、空手回來; • 第七步、帶羊過河。 組合數學的例子 代數 • 代數是研究數、數量、關係與結構的數學分支。 • 代數的研究對象不僅是數字,而是各種抽象化的 結構。例如整數集作為一個帶有加法、乘法和序 關係的集合就是一個代數結構。在其中我們只關 心各種關係及其性質,而對於「數本身是甚麼」 這樣的問題並不關心。常見的代數結構類型有群、 環、域、模、線性空間等。 初等代數 • 初等代數一般在中學時講授,介紹代數的基本思 想:研究當我們對數字作加法或乘法時會發生什 麼,以及了解變數的概念和如何建立多項式並找 出它們的根。 • 初等代數是學習以位置標誌符標記常數和變數的 符號,與掌控包含這些符號的表示式及方程式的 法則,來記錄實數的運算性質。 挑戰題目 • 已知媽媽的年齡是女兒年齡的6倍,但媽媽二 人年齡的總和為42歲,求他們二人的年齡。 • (提示:設兒子為y歲,父親則為6y歲。) 挑戰題目 • 答案: • x+6x=42 • 7x=42 • x=6 答:兒子現年6歲,父親現年:6x6=36(歲)。 感想 • 郭俊榮 我覺得這次的專題研 習令我獲益良多,因 為我不但學到很多關 於組合數學和代數的 知識,更明白到團體 合作的重要性,所以 我覺得這次的專題研 習令我獲益良多。 • 陳俊銘 我覺得這次的專題研 習令我增加了不少有 關代數和組合數學的 知識,亦令我感到數 學不是想像中這麼難。 感想 吳珈祺 • 我覺得這次的專題研 習很有趣味,因為可 以接觸到奧林匹克數 學,發現了當中的趣 味性。而這次的專題 研習以令我獲益良多。 • 余國豪 在這次的專題研習上, 令我眼界大開了,因 為數學原來是這麼困 難的,所以我覺得我 的學習空間還很大, 我也會繼續努力學習。 THE END