队列操练中的数学趣题一次团体操排练活动中,某班 45 名学生面向教师站成一列横队,老师每次让其中任意 6名学生向后转(不论原来方向如何),能否经过若干次后全体学生都背向教师站立?如果能够的话,请你设计一种方案;如果不能够,请说明理由。问题似乎与数学无关,却又难以入手。注意到学生站立有两个方向,与具有相反意义的量有关,向后转又可想像为进行一次运算,或者说改变一次符号。我们能否设法联系有理数的知识进行讨论呢?让我们再发挥一下想像:假设每个学生胸前有一块号码布,上写“1”,背后有一块号码布,上写“1”,那么一开始全体学生面向老师,胸前 45 个“1”的“乘积”是“1”。如果最后全部背向老师,则 45 个“1”的“乘积 ”是“1”。再来观察每次 6 名学生向后转进行的是什么“运算”。我们也设想老师不叫“向后转”,而将这 6 名学生对着老师的数字都“乘以(1)”。这样问题就解决了:每次“运算”乘上 6 个(1),即乘上了 ,也就是(1),6)(故 45 个数的乘积不变(数学上称为不变量),始终是(1)。所以,要乘积变为( 1)是不可能的。一个难题,被有理数的简单运算别出心裁地解决了。有理数的知识多么有用!可同学们的想像力更重要。