为什么美国人应该学习莫斯科数学奥林匹克

1993年至1999年我已经写过如何美国数学竞赛的结构不合逻辑,因为前几轮不准备学生参加后几轮。数学生第一次遇到证明是在第三级,USAMO。他们如何准备证据方面的问题?我的建议是向东方看。所有俄罗斯数学奥林匹克竞赛——从地方到地区再到全国——的结构都是一样的:它们有一些需要证明的问题。这与USAMO类似。在全国全日空奥运会上,难度水平与USAMO相同,而地区赛则更容易。这使得来自地区的问题成为USAMO练习的绝佳方式。俄罗斯最好的地区性奥运会是莫斯科奥运会。以下是1995年莫斯科奥运会的问题:

我们从四个相同的直角三角形开始。在一个动作中,我们可以沿着垂直于斜边的高度将其中一个三角形切成两个三角形。证明在任何移动次数后,整个批次中都有两个相同的三角形。

这种类型的问题与您在AMC和AIME中发现的问题非常不同。答案不是数字;相反,这个问题需要证据和创造性,猜测也无济于事。

这是2002年奥运会的另一个问题。在这种特殊情况下,该问题不能适用于多项选择:

三角形角度的切线是正整数。这些切线的可能值是什么?

1993年至1999年

这些问题摘自两本书:莫斯科数学奥林匹克运动会,1993-1999、和2000-2005年莫斯科数学奥林匹克运动会我喜欢这些书以及它们在过去莫斯科奥运会上提出的问题。这些解决方案写得很好,书中经常包含备选解决方案、扩展讨论和有趣的评论。此外,有些问题是按主题索引的,这对像我这样的老师很有用。但这些书最好的地方是问题本身。看看以下2004年的宝石,它可以用作魔术或研究论文的创意:

一副由36张扑克牌组成的扑克牌(四副牌,每副9张)面朝下躺在一个通灵者面前。通灵者命名上层卡片的花色;然后把卡片交给他看。然后通灵者命名下一张牌的花色,依此类推。通灵者的目标是尽可能多次正确猜测花色。
卡片的背面是不对称的,所以每张卡片可以通过两种方式放置在卡片组中,通灵者可以看到顶部卡片的方向。通灵者的助手知道牌组中牌的顺序;他不被允许改变顺序,但他可以用这两种方式中的任何一种来调整任何卡片的方向。
在助手得知牌的顺序之前,通灵者是否有可能提前与助手做出安排,以确保至少(a)19张牌,(b)23张牌的花色能被正确猜测?
如果你为超过19张的卡片设计了一个猜测策略,也要解释一下。

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8评论

  1. 约书亚·祖克:

    你好,Tanya,
    在美国,我们也在朝着这个方向前进。科罗拉多奥运会已经举办了十多年,现在是海湾地区数学奥林匹克运动会(网址:https://bamo.org)即将举行第14次考试。在过去几年里,BAMO还为8年级以下的孩子单独进行了一次考试,这样他们就可以提前开始解决这些问题。我肯定还有其他类似的地区考试,但我不知道。

    ARML长期以来一直在进行权力轮换和每年一到两次的权力竞赛,孩子们可以在学校进行。曼德尔布罗特比赛也有一个出色的团队轮,包括校对。

    还有像USAMTS这样的测试可以帮助孩子们为这种思考和写作做好准备。

  2. 塔蒂亚娜·舒宾(Tatiana Shubin):

    你好,Tanya,

    MAA(尤其是AMC)还试图在美国各地推广另一项竞赛——Math Wrangle,这是一部改编自《俄罗斯数学之战》的作品。它不仅需要解决需要证明的问题,还需要提出解决方案并批评他人提出的解决方案。这种竞赛同样适用于高中和中学水平的学生,也适用于或多或少较为先进的孩子。Math Wranges在2010年、2011年和2012年JMM和2011年MathFest等多个全国性会议以及多个地区性会议上进行了演示,它们将在今年麦迪逊的MathFester和圣地亚哥的2013年JMM上再次上演,2012年4月13日至15日,在华盛顿特区举行的全国数学界协会(Circle on the Road)年会上。数学Wrangle规则和问题集可以在https://sigmaa.maa.org/mcst网站/

  3. 鲍勃:

    我参加过学术游戏,其中有两个游戏,方程式和OnSets。一个是关于解方程,另一个是关于集合论。这与传统的数学竞赛不同,在这些游戏中,你设置了一个问题,并试图在对手面前提出解决方案。一场完整的比赛通常不到30分钟就结束了,每场比赛都有几轮,但在我看来,这些比赛迫使你三思而后行,比其他数学比赛更有吸引力。

    我对方程有最丰富的经验,你会遇到不同的主题,如素因式分解、模运算和基的改变。你为一轮设置了一些限制,安排数字/操作立方体以形成一个表达式,然后你和你的对手来回地玩立方体,直到有人能用这些立方体想出解决方案。你也可以声称没有解决方案。到了编写解决方案的时候,你必须能够向对手证明,或者反驳对手的解决方案。你不需要写一个完整的“严格”证明,只需证明你是正确的,但在这些游戏的训练中,鼓励学生学习定理,并证明他们能够想出他们可以使用的策略。这些游戏无疑帮助我以不同的方式思考数学,我个人认为它们最有可能让很多孩子对数学感兴趣,而不仅仅是那些上高等数学课的孩子。唯一的缺点是这些游戏并没有那么普遍。国家比赛通常有来自佛罗里达、路易斯安那和密歇根的球队,而其他州的球队并不多。

  4. 阿舍:

    1995年的问题证明了这一点。我喜欢解决它。

    此外,美国地区数学联盟(来自数十个州的数学专家参加)有一个“力量问题”,这是一个多小时的问题,涉及一个主题的几个证明和问题。这很令人兴奋。

  5. 康斯坦丁:

    Таня, поскольку все равно часть читающих Ваш блог владеет русским, я напишу по-русски, – иначе мне будет тяжело выразить все мысли, которые я хочу сформулировать.

    1) Поздравляю Вас с 8 Марта!
    2) Мне кажется невозможным ввести в олимпиадную практику задачи на доказательство, если таких задач практически нет при обучении в школе. Это как пропасть в два прыжка преодолевать.
    3) По моему убеждению, в России есть три олимпиады с превосходными задачами, и я затрудняюсь сказать, какая из этих олимпиад лучше. Во-первых, это Турнир Городов (https://turgor.mccme.ru网址/). Во-вторых, Санкт-Петербургская городская олммпиада (https://www.pdmi.ras.ru/~奥利姆/). И в-третьих, Московская. (网址:https://olympiads.mccme.ru/mmo/). Кстати, московская олимпиада вот уже три года не является этапом Всероссийской. Так получилось. У нас тут свои олимпиадные тараканы…

  6. 康斯坦丁:

    大约36张牌的技巧:
    https://ru-math.livejournal.com/114368.html(俄语文本)

  7. Tanya Khovanova的数学博客»博客档案»猜西装:

    […]最近发表了我最喜欢的新数学题:一副36张扑克牌(每副9张牌四套),放在一个通灵者面前,他们的[…]

  8. 维拉:

    我完全同意这样一种说法,即AMC和AIME以及USAMO需要完全不同的技能。我和这件事有个人利害关系——我自己的孩子都是学过俄罗斯式的,数学证明也很好,但在4分钟的AMC题中往往会犯愚蠢的错误。我女儿最终在12年级时才进入美国陆军陆战队,并获得了荣誉奖(第二名)。现在,每年冬天,我儿子都会把时间浪费在练习这些4分钟的问题上,而不是解决一个困难的问题上(结果同样不令人印象深刻。但更让我沮丧的是,如果他去了USAMO,他也不会在那里做得很好,因为他把所有的时间都花在了简单的任务上)。今年我们正在尝试另一种方式:通过美国MTS。他们有很好的问题,高分可以绕过AMC进入AIME。然而,我不知道一个人能得多少分——如果最高分是75分,那就没用了。
    同时,我理解奥运会第一轮比赛的吸引力——它让没有受过良好训练的孩子们尝试和享受。这就是像“袋鼠”这样的比赛背后的理由,这是有道理的。更不用说,他们根本就不在美国学校教授数学证明,我无法想象除了多项选择之外,还会有第一轮美国测试。我相信美国的模式在一段时间内运行得很好,而那些快速解决简单问题的孩子们与那些会做数学证明的人很接近。我不确定情况是否仍然如此,部分原因是现在有一大群孩子接受了在3分钟内解决AMC问题的训练。他们在复杂的问题上仍然表现不佳,但在第一轮和第二轮比赛中与他们竞争是极其困难的。

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