|
寫上 重複 的 數字 。 也就是說 , 有 兩 個 機會 可以 組成 十 位數 和 個位數 重複 的 日期 。 想想 看 , 1 跟 2一定 得 重複 出現 吧 ! 因為 每 個 月 都 會 遇到 11 號 跟 22號 。 這樣 乍看 之下 沒有 問題 , 但是 還 有 一 個 重要 的 關鍵 。 假設 正方體 上面 各 寫成 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 , 以及 1 、 2 、 7 、 8 、 9 、 0 這 兩 組 數字 , 轉 一 轉後 你 會 發現 , 無法 顯示 7 ~ 9號 這 三 個 日期 ! 因為 日期 顯示 必須 由 兩 個 方塊 配成 「 07 、 08 、 09 」 , 但 只 有 一 個 正方體 上 有 0, 而 7 ~ 9 又 跟 0 位 在 同 一 個 方塊 上 , 所以 湊 不 出 7 ~ 9 號 的 日期 。 由 此 可 知 , 兩 個 方塊 一定 都 要 有 0, 才 能 順利 顯示 1 ~ 9號 。 這 就 是 第一 條 規則 的 原因 。 因此 , 這 兩 個 正方體 的 12 個 面 上 必須 有 重複 的 0 、 1 、 2 , 這 會 用掉 六 個 面 , 12 - 6=6 , 剩下 六 個 空白面 , 可是 還 得 再 填上 3 ~ 9 共 七 個 數字 , 該 怎麼 做 呢 ? 幸好 , 正方體 具有 完美 的 對稱性 , 可以 任意 旋轉 。 所以 , 我們 使用 第二 條 規則 , 把 6 跟 9 寫 在 同 一 面 , 讓 6 上下 顛倒 時 可 當做 9 來 使用 。 最後 剩下 的 五 個 面 , 就 可以 任意 填上 3 、 4 、 5 、 7 、 8 了 。 這 兩 個 正 立方體 上 特定 的 數字 安排 , 是 為 了 顯示 一 個 月 裡 所有 的 日期 , 你 還可以 算算 看 , 除了 01 ~ 31 之外 , 這 兩 個 正方體 還 能 搭配出 幾 種 數字 排列 呢 ? 一 個 正方體 可 呈現 六 個 數字 , 另 一 個 正方體 的 其中 一 面 可 顯示成 6 或 9 , 所以 有 七 個 數字 , 加上 正方 體能 彼此 對調 位置 , 所以 共 有 6 × 7 × 2 =84 種 排列 。 再 來 , 考慮 重複 的 狀況 , 兩 個 正方體 上 各 有 0 、 1 、 2 的 數字 一樣 的 , 即使 對調 也 只 能 算 一 種 , 因此 得 扣掉 3 × 3 =9 種 。 84 - 9 = 75 , 共 可 顯示 75 種 數字 組合 。 看似 普通 的 桌曆 , 原來 隱藏 了 數學 概念 , 將 兩 個 六面體 使用 得 淋漓盡致 。 把 你 用心 自製 的 桌曆 送給 朋友 或 親人 之前 , 你 也 可以 考考 他 數學 ! 延伸 學習 __UNDEF__ 電子 桌曆 的 數字 電子 桌曆 跟 計算機 螢幕 一樣 , 以 「 七 段 顯示器 」 來 呈現 數字 , 意思 是 只 靠 七 條 線段 的 變化 , 就 能 顯示 0 ~ 9 的 數字 。 電子 桌曆 使用 兩 個 七 段 顯示器 來 表示 日期 的 兩 個 位數 , 讓 所有 的 日期 都 能 顯示出來 。 都 是 小法 啦 , 害 我 忘記 明天 要 期末考 。 日曆 不 是 重點 , 平日 有 讀書 就 不用 臨時 抱佛腳 ! 崇拜 ~ 蹭 ~ 蹭 ~ __UNDEF__ 再 多 想想 __UNDEF__ 如果 把 表示 日期 的 方塊 改成 三 個 正 四面體 , 每 次 可以 挑 兩 個 來 使用 , 它們 上面 要 分別 填上 什麼 數字 呢 ? BMI 值 裡 的 __UNDEF__ 數學 __UNDEF__ 測量 身高 體重 可以 了解 發育 狀況 。 我們 常 聽到 的 BMI 值 , __UNDEF__ 就是 根據 這些 數據 計算出來 , __UNDEF__ 這 堂 課 來 了 解 它 背後 的 數學 吧 ! 呼叫 ! 呼叫 ! 緊急 事件 ! 桌 上 的 現 烤 腓力 牛排 不見了 ! ! ?
__UNDEF__ 這裡 有 線索 , 想必 是 犯人 留下 的 ! 犯人 踩過 體重機 , 待 我 查詢 紀錄 ! 我 是 智能 體重機 , 可以 記憶 體重 。 這 是 今天 來 過 的 客人 , BMI=14 , 究竟 是 誰 呢 ? 大家 一起 來 算算 看 吧 ! A 君 : __UNDEF__ 50 公斤 / 170 公分 B 君 : __UNDEF__ 85 公斤 / 165 公分 C 君 : __UNDEF__ 45 公斤 / 160 公分 __UNDEF__ 70 公斤 / 175 公分 __UNDEF__ 21 公斤 / 120 公分 __UNDEF__ 13 公斤 / 30 公分 5 公斤 / 40 公分 __UNDEF__ 你 覺得 自己 長 得 胖 或 瘦 呢 ? 太 瘦 顯得 發育 不良 , 但 如果 身材 胖胖 的 看起來 很 「 福氣 」 , 也 可能 不 健康 。 那 到底 要 怎麼 判斷 呢 ? 怎麼樣 才 算是 胖 ? 體重計 顯示 的 數字 很 大 , 就 代表 肥胖 嗎 ? 但 如果 一 個 人 的 身高 很 高 , 體重 難免 比較 重 啊 ! 針對 這 個 問題 , 19世紀 的 比利時 數學家 凱特勒 ( Adolphe Quetelet ) 認為 , 一 個 人 是否 肥胖 , 應該 有 統計 數字 做為 判斷 的 標準 , 於是 發明出 身體 質量 指數 BMI ( Body Mass Index ) , 把 體重 跟 身高 一併 考慮 計算 , 用來 表示 一 個 人 的 肥胖 程度 。 就 像 是否 發燒 可以 從 溫度計 的 數字 來 判斷 , 是否 過 胖 也 可以 用 BMI值 來 判斷 , BMI 值 愈 高 , 代表 肥胖 程度 愈 高 。 它 的 計算 公式 是 : __UNDEF__ 體重 ( 公斤 ) __UNDEF__ 身高 ( 公尺 ) × 身高 ( 公尺 ) __UNDEF__ 其中 體重 以 公斤 計 , 身高 以 公尺計 。 在 數學 上 , 「 自己 」 乘 「 自己 」 可以 表示為 「 自己 」 的 二 次方 , 把 2 寫 在 數字 的 右上角 , 公式 就 能 化 簡寫成 : __UNDEF__ 體重 ( 公斤 ) __UNDEF__ 身高 ( 公尺 ) 2 根據 衛福部 建議 , 成人 的 BMI 值 應該 落在 18.5 ~ 24 之間 , 小於 18.5 的 人 太 瘦 , 大於 24 的 人 則 是 過重 。 以 身高 170 公分 的 人 為 例 , 把 數字 代入 BMI 公式 : 1.7 × 1.7 × 18.5 = 53.465 公斤 所以 當 體重 低於 53.465 公斤 , 代表 過 輕 。 1.7 × 1.7 × 24 = 69.36 公斤 體重 高於 69.36 公斤 , 代表 過重 , 得多 運動 、 控制 飲食 , 免得 BMI 值 一路 上升 到 27 以上 , 成為 輕度 肥胖 , 甚至 竄高到 35 以上 , 成為 重度 肥胖 ! 你 可以 利用 BMI 的 公式 , 算算 看 自己 和 同學 , 還 有 其他 大人 的 BMI 值 。 可是 … … 計算 之後 , 你 或許 會 發現 一 個 微妙 的 現象 , 自己 和 同學 的 BMI 數值 似乎 普遍 低於 20 , 而 大人 的 BMI 值 則 普遍 較 高 。 難道 , 小孩 就 不 比 大人 胖 嗎 ? 好像 也 不見得 ! 會 出現 這 種 現象 , 其實 是 BMI 公式 裡 分母 中 的 身高 所 造成 的 影響 , 使 BMI 跟 真實 狀況 產生 了 落差 。 如今 BMI 公式 漸漸 被 視為 不 夠 精準 , 因為 身高 較 矮 的 人 , 例如 孩童 , BMI 值 通常 偏低 , 容易 造成 過 瘦 的 誤解 。 你 可能 也 會 好奇 , BMI 的 公式 為何 如此 計算 ? 公式 顯示 , BMI 值 和 體重成 正比 , 和 身高 2成 反比 。 為什麼 是 用 身高 的 二 次 方 計算 呢 ? 這 代表 什麼 意義 ? 其實 這 是 凱特勒 把 原先 很 複雜 的 公式 化簡 的 結果 , 我們 先 來 做 個 實驗 , 再 揭曉 化簡 的 過程 。 數學 實驗 __UNDEF__ 我們 先 來 檢驗 看看 , 孩童 的 BMI 值 是 不 是 真的 偏低 ? 依照 國人 的 平均 數據 畫出 圖表 , 看看 結果 如何 吧 ! 1 下面 表格 是 來自 衛福部 的 資料 , 顯示 臺灣 6 ~ 18 歲 的 男性 與 女性 的 平均 身高 與 體重 , 請 計算出 擁有 「 平均 身高 」 與 「 平均 體重 」 的 男性 和 女性 , 在 不同 年齡 的 BMI 值 , 同時 也 算出 你 自己 的 BMI 值 。 你 的 身高 :_____________ ( 公分 ) 體重 :_____________ ( 公斤 ) BMI:_____________ __UNDEF__ 注意 : 計算 前 先 把 身高 的 單位 改成 公尺 2 將 計算 結果 畫成 座標圖 , 橫軸 是 年齡 , 縱軸 是 BMI 。 並 根據 自己 的 年齡 和 性別 , 把 自己 的 BMI 值 標示 在 圖 上 。 3 把 橫軸 與 縱軸 對應 的 每 一 點 連 起來 , 你 看到 怎樣 的 線條 趨勢 呢 ? 自己 與 同 年齡 同 性別 的 人 相比 , 是 偏瘦 或 偏重 ? 剖析 BMI 公式 你 畫出來 的 圖 是否 顯示 , 一 位 平均 身材 的 人 , 在 孩童 時期 的 BMI 值 較 低 , 隨著 年齡 增加 , BMI 值 也 逐漸 增加 ? 用 常識 來 想 , 這 絕對 不能 用 「 一 個 人 愈 長 愈 胖 」 來 解釋 。 由於 孩童 、 青少年 正 值 發育期 , 身體
|