农夫与魔鬼

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  很久以前,有一名农夫不满于自己的辛苦和贫困,非常羡慕富有的人。一天,他正在抱怨上天对自己不公平,一个魔鬼出现在他的眼前,对农夫说:“我可以帮助你,看到前面那座桥了吗,你只要从桥上每走一次,你口袋里的钱就会增加一倍。但每次你也要付给我24英镑,你说如何?”农夫看了看自己口袋里的钱,不假思索地说:“每次给你24英镑,这算不了什么,我们开始吧!”可是农夫发现自己走了三次以后,他口袋里的钱已经付光了。问农夫身上原有多少钱?
  分析1:反过来思考。第三次过桥前只有12英镑;第二次过桥前有(12 24) 2=18英镑;第一次过桥前有(18 24) 2=21英镑。即农夫身上原有21英镑。
  分析2:用方程求解。设原有x英镑,则2[2(2x—24)—24] —24=0,解出x=21.
  这个故事给我们的启示是:人不要贪得无厌,对他人的建议,不要盲目接受,要开动智慧,进行甄别,否则会造成失误。
  这里有一个问题,值得同学们深入思考一下:①农夫身上的钱为何越来越少?②农夫身上有多少钱时,才能如愿以偿?③有没有介于中间的状态,即不赚也不亏?
  我们用 表示第n次交易(“一次交易”就是:过一次桥,再给魔鬼24英镑)后农夫剩下的钱数, 表示原有的钱数,a表示每次付出的钱数,根据题意,
  可能以上的讨论看起来繁琐,我们把它体现在图形上会一目了然。由于 =2 -a,我们把 看作自变量,把 看作 的函数,在平面上就是直线y=2x-a.如图,对于a右边的点( >a),每次把 作为新的自变量得到 ,在图形中体现为不断向上的折线(请根据折线箭头的走向看图),表示 不断变大;类似地,
  有了上面的讨论,我们开始提出的3个问题就很容易了,你能自己写出答案吗?
  一次函数可以还可以解决如此有趣的问题,这是在课堂上始料未及的事情,“冰冷”的课堂知识,只要融入了有价值的思考,立刻就变得丰富、生动、有趣,这也是我们保持学习兴趣的秘诀之一。
  类似于 =a b(a、b是常数,且a≠0)的式子叫做“递归数列”,因为它反映的是序列{ }中前后两个数之间的关系:每个数都依赖于前面的数进行变化。线性递归是递归函数中的一种,它要求变量之间是一种“线性关系”。我们知道,所谓“线性”,就是一次式(想想“一次函数”的英文名是linear equation with one unknown,即“含有一个未知数的线性方程”),在本例中,我们涉及的是“一阶线性递归数列”,它可以用直线进行模拟,由于每次迭代都是把 作为新的自变量代入求值,因此直线y=x的作用就是提供这种代换——用 取代 的位置,从而计算 。我们很容易从图形看出序列{ }的增减性与初始值之间的关系。
  现代数学中的一个分支:分形和混沌理论,就和迭代有着密不可分的联系。希望你好好学习,不久的将来就可以接触这些知识,用更高的眼光观察周围的世界。
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