作者 | 路來良(河南省商丘市十三中學,高級教師)
一、引言《孫子算經》是中國古代重要的數學著作,成書約一千五百年前, 其中記載的“雞兔同籠”問題多少年來一直引起人們的興趣。原題是這樣的:
“今有雉、兔同籠,上有三十五頭,下九十四足,問雉、兔各幾何?”
書中給出的解答是:上置三十五頭,下置九十四足。半其足,得四十七。以少減多,再命之,上三除下四,上五除下七,下有一減上三,下有二減上五,即得。翻譯成數學語言:
94÷2=47
47-35=12(兔)
35-12=23(雉)
二、對“雞兔同籠”問題解法的思考現對孫子解“雞兔同籠”的方法提出以下幾個問題,請讀者思考:
(1)為什麼要“半”其足?“半”其足的真正意義是什麼?
(2)四十七當真是一半的足嗎?
(3)“上三減下四,上五減下七”,得 12,為什麼就是兔子數呢?究竟是個什麼數?
(4)如果兔足不是雞足的 2 倍,孫子的解法還能适用嗎?下面逐一解答上面的疑問。
孫子解“雞兔同籠”問題時,假定 94 足全是雞足,那麼:
94÷2=47(頭)
這 47 頭裡面有真實的雞頭數等于雞,真實的兔頭數,還有多算一倍的兔頭數。47-35=12(頭),這 12 就是被多算了一倍的兔頭數,在數值上就等于 35 個雞兔中兔子的個數。
如果 “雞兔同籠”問題中另一個量不是所設量的 2 倍,那麼孫子的解法還适用嗎?回答是肯定的。
假定 94 足全是兔足,那麼:
雞是 2 足 1 頭,計算頭時按 4 足 1 頭,所以 1 隻雞的 2 隻足隻算 (頭),也就是說雞的頭數被少算 倍,那麼雞數不就是 嗎 ?
三、應用擴展下面舉例說明孫子的“雞兔同籠法” 應用擴展。
例 1:2 元币和 5 元币 35 張,共計 106 元,每種币各幾張?
解:假設 106 元全是 2 元币,那麼:
孫子的“雞兔同籠法”給我們指明了用算術法解答求多個未知數的思路和方法。
例 2:1 元币、2 元币、5 元币和 10 元币四種面值的人民币 47 張,共計 127 元,其中 5 元币的總面值跟 10 元币相等,2 元币的張數等于 5 元和 10 元兩種币的張數和,每種币各幾張?
解:5 元币、10 元币兩種币的總面值相等,他們張數比為 2:1, 假定 127 張全是 1 元币,那麼先求 10 币的張數:
(127-47)÷ [(10-1)+2(5-1) (2 1)×(2-1)]
=80 ÷ 20
=4(10 元币)
4×2=8(5 元币)
4+8=12(2 元币)
47-4-8-12=23(1 元币)
本題如果先求 2 元币的張數,可以這樣:
(127-47) ÷ [()(10-1) ()(5-1) (2-1)]
=80 ÷
=12 (2 元币 )
12 x =4(10 元币)
12 x =8(5 元币 )
47-4-8-12=23 (1 元币)
四、小結“雞兔同籠法”不單是一道數學趣題,更是一種數學模型,此類問題都可以用這種方法解答。從上面的解答可以看出,這種方法具有計算簡便的優點。
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