數學隨手拍--隨手抓硬幣

文與圖/維尼老師 |2012.11.15
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就像童話故 的開頭一樣,在很久很久以前的原始社會,人類還沒有發明貨幣的時候,人們用以物易物的方式來交換彼此的東西,比方用一頭牛換三隻羊,或是用一隻羊換一把斧頭等等。後來,隨著人類社會的發展及進步,才開始用一些東西當作貨幣,比方鹽、稀有的貝殼、珍稀的鳥類羽毛、石頭等等。

經過了長久的自然淘汰後,在絕大多數社會裡,作為貨幣使用的物品逐漸被金屬所取代。使用金屬貨幣的好處是它需要經過人工製造,不像貝殼、羽毛等可以自己從大自然裡取得,而且金屬貨幣容易保存,因此現代社會中,不管哪個國家,幾乎都有金屬製成的硬幣。

以台灣來說,除了紙鈔之外,就有好幾種金屬硬幣:1 元、5 元、10 元、20 元和50元,像維尼老師就喜歡蒐集新的 50 元硬幣。

好,說了半天,該來考考你數學問題了。假設維尼老師的口袋裡有3個1元、1 個 5 元、4 個 10 元、2 個 50 元,我把手伸進口袋裡隨便抓一把(至少1個),你認為我可以抓出幾種不同的金額呢?比方我抓 1 個 1 元、1 個5 元就湊成 6 元;抓 2 個 1 元、1個 50 元就湊成 52 元……。

當然啦!你可以用土法煉鋼的方法,試著把所有的硬幣組合列出來,但是這樣做實在太慢了,那麼,有沒有什麼好的方法呢?

先想想看:維尼老師口袋裡有 3 個 1 元,那麼維尼老師抓到的1元可能有幾個?既然 1 元有 3 個,那麼維尼老師隨手一抓,就有可能抓到1 個、 2 個或 3 個,對吧?

錯啦!除了可能抓到 1 個、2 個、 3 個之外,也可能 1 個都沒抓到啊!因此,正確答案是:維尼老師抓到的 1 元可能有 0 個、 1 個、 2 個或 3 個。也就是說,1元出現的狀況是個數加 1,也就是 4 種。

同樣道理, 5 元有 1 個,就有兩種狀況(0 個或 1 個);10元有 4 個,就有 5 種狀況;50元有 2 個,就有 3 種狀況。因此,維尼老師隨手抓一把硬幣,可能的硬幣組合就有:

(3 +1)×(1+1)×(4+1)×(2+1)- 1=4 × 2 × 5 × 3 - 1 = 120 - 1 = 119

想不到吧!沒幾個硬幣,竟然可以組合出119 種金額,實在太驚人了!



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