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雞兔同籠問題是中國古代著名的數(shù)學問題。那是已知雞兔的總頭數(shù)和總足數(shù),求雞兔各有多少只的一類典型應用題(本博前面曾多次介紹,為便于閱讀在本文最后加了鏈接,有興趣可點擊查看)。它的題型雖然固定,但解題思路方法卻多種多樣,如假設法、削補法、轉(zhuǎn)化法、分組法、盈虧法、倍比法、設零法、代數(shù)法等等,且解法還在不斷創(chuàng)新。下面舉一例給出幾種解法供參考。
例:雞兔同籠,上有40個頭,下有100只足。雞兔各有多少只?
1、極端假設
解法一:假設40個頭都是雞,那么應有足2×40=80(只),比實際少100-80=20(只)。這是把兔看作雞的緣故。而把一只兔看成一只雞,足數(shù)就會少4-2=2(只)。因此兔有20÷2=10(只),雞有40-10=30(只)。
解法二:假設40個頭都是兔,那么應有足4×40=160(只),比實際多160-100=60(只)。這是把雞看作兔的緣故。而把一只雞看成一只兔,足數(shù)就會多4-2=2(只)。因此雞有60÷2=30(只),兔有40-30=10(只)。
解法三:假設100只足都是雞足,那么應有頭100÷2=50(個),比實際多50-40=10(個)。把兔足看作雞足,兔的只數(shù)(頭數(shù))就會擴大4÷2倍,即兔的只數(shù)增加(4÷2-1)倍。因此兔有10÷(4÷2-1)=10(只),雞有40-10=30(只)。
解法四:假設100只足都是兔足,那么應有頭100÷4=25(個),比實際少40-25=15(個)。把雞足看作兔足,雞的只數(shù)(頭數(shù))就會縮小4÷2倍,即雞的只數(shù)減少1-1÷(2÷4)=1/2。因此雞有15÷1/2=30(只),兔有40-30=10(只)。
2、任意假設
解法五:假設40個頭中,雞有12個(0至40中的任意整數(shù)),則兔有40-12=28(個),那么它們一共有足2×12+4×28=136(只),比實際多136-100=36(只)。這說明有一部分雞看作兔了,而把一只雞看成一只兔,足數(shù)就會多4-2=2(只),因此把雞看成兔的只數(shù)是36÷2=18(只)。那么雞實際有12+18=30(只),兔實際有28-18=10(只)。
解法六:假設100只足中,有雞足80只(0至100中的任意整數(shù),最好是2的倍數(shù)),則兔足有100-80=20(只),那么它們一共有頭80÷2+20÷4=45(個),比實際多45-40=5(個)。這說明把一部分兔足看作雞足了,而把兔足看成雞足,兔的只數(shù)(頭數(shù))就會增加(4÷2-1)倍。因此把兔看作雞的只數(shù)是5÷(4÷2-1)=5(只),那么兔實際有20÷4+5=10(只),雞實際有40-10=30(只)。
通過比較可知:任意假設是極端假設的一般形式,而極端假設是任意假設的特殊形式,也是簡便解法。
3、除減法
解法七:用腳的總數(shù)除以2,也就是100÷2=50(只)。這里我們可以設想為,每只雞都是一只腳站著;而每只兔子都用兩條后腿,像人一樣用兩只腳站著。這樣在50這個數(shù)里,雞的頭數(shù)算了一次,兔子的頭數(shù)相當于算了兩次.因此從50減去總頭數(shù)40,剩下的就是兔子頭數(shù)10只。有10只兔子當然雞就有30只。
這種解法就是《孫子算經(jīng)》中記載的:做一次除法和一次減法,馬上能求出兔子數(shù),多簡單!
4、盈虧法
解法八:把總足數(shù)100看作標準數(shù)。假設雞有25只,兔則有40-25=15(只),那么它們有足2×25+4×15=110(只),比標準數(shù)盈余110-100=10(只);再假設雞有32只,兔則有40-32=8(只),那么它們有足2×32+4×8=96(只),比標準數(shù)不足100-96=4(只)。根據(jù)盈不足術公式,可以求出雞的只數(shù)。即雞有(25×4+32×10)÷(4+10)=30(只),兔則有40-30=10(只)。
5、比例分配
解法九:40個頭一共100只足,平均每個頭有足100÷40=2.5(只)。而一只雞比平均數(shù)少(2.5-2)只足,一只兔比平均數(shù)多(4-2.5)只足。根據(jù)平均問題的“移多補少”思想:超出總數(shù)等于不足總數(shù),故知:(2.5-2)×雞的只數(shù)=(4-2.5)×兔的只數(shù)。因此,
雞的只數(shù)︰兔的只數(shù)=(4-2.5)︰(2.5-2)=1.5︰0.5=3︰1
按比例分配可以求出雞兔各有多少只。即雞有40×3/(3+1)=30(只),而兔則有40×1/(3+1)=10(只)。
6、布列方程
解法十:設雞有x只,那么兔有(40-x)只。根據(jù)題意列方程:
2x+4(40-x)=100
解這個方程得:x=30 40-x=40-30=10那么雞有30只,兔有10只。
雞兔的頭數(shù)關系除了“和”的形式外,還可以把“差”和“倍數(shù)”作為已知條件。同樣,雞兔的足數(shù)關系除了“和”的形式外,也可以把“差”和“倍數(shù)”作為已知條件。如果把雞兔頭數(shù)關系的三種條件與足數(shù)關系的三種條件交叉組合,除了上面的例題,還可以形成以下變式練習題。
1、雞兔同籠,它們一共有100只,而雞足比兔足多80只。雞兔各有多少只?
2、雞兔同籠,它們一共有84只,而雞足是兔足的3倍。雞兔各有多少只?
3、雞兔同籠,雞比兔多26只,它們一共有274只足。雞兔各有多少只?
4、雞兔同籠,雞比兔多3只,兔比雞多28只足。雞兔各有多少只?
5、雞兔同籠,雞比兔少10只,兔足是雞足的3倍。雞兔各有多少只?
6、雞兔同籠,雞的只數(shù)是兔的3倍,它們一共有120只足。雞兔各有多少只?
7、雞兔同籠,雞的只數(shù)是兔的3倍,雞足比兔足多120只。雞兔各有多少只?
8、雞兔同籠,雞比兔的3倍多6只,雞足比兔足的2倍少24只。雞兔各有多少只?
附: 雞兔同籠變式題組的參考答案
以上題組,每道題都有多種解法。下面提供的僅僅是參考答案,其思想方法,還需要讀者作進一步的探討明晰。
1、解一:(2×100-80)÷(4+2)=20(只)----(兔)
解二:(4×100+80)÷(4+2)=80(只)----(雞)
解三:(100-80÷2)÷(4÷2+1)=20(只)----(兔)
解四:(100+80÷4)÷(4÷2+1)-80÷4=20(只)----(兔)
2、解一:84÷(4×3÷2+1)=12(只)----(兔)
解二:2×84÷(4×3+2)=12(只)----(兔)
3、解一:(274-2×26)÷(4+2)=37(只)----(兔)
解二:(274+4×26)÷(4+2)=63(只)----(雞)
解三:(274÷2-26)÷(4÷2+1)=37(只)----(兔)
4、解一:(28+2×3)÷(4-2)=17(只)----(兔)
解二:(28+4×3)÷(4-2)=20(只)----(雞)
解三:(3+28÷2)÷(4÷2-1)=17(只)----(兔)
解四:(3+28÷4)÷(1-2÷4)=20(只)----(雞)
5、解一:10÷(2×3÷4-1)=20(只)----(雞)
解二:4×10÷(3-2)÷2=20(只)----(雞)
6、解一:120÷(4+2×3)=12(只)----(兔)
解二:120÷(2×3÷4+1)÷4=12(只)----(兔)
7、解一:120÷(2×3-4)=60(只)----(兔)
解二:120÷2÷(3-2)=60(只)----(兔)
解三:120÷4×3÷(3-2)-120÷4=60(只)----(兔)
8、解一:(24÷2+6)÷(2×2-3)=18(只)----(兔)
解二:(6×2+24)÷(2-3÷2)÷4=18(只)----(兔)
兔數(shù)=(總腳數(shù)-雞腳數(shù)×總頭數(shù))÷(兔腳數(shù)-雞腳數(shù)).
例1、 紅鉛筆每支0.19元,藍鉛筆每支0.11元,兩種鉛筆共買了16支,花了2.80元.問紅、藍鉛筆各買幾支?
分析與解答:本題以“分”作為單位就改為:紅鉛筆每支19分,藍鉛筆每支11分,兩種鉛筆共買了16支,花了280分。問紅、藍鉛筆各買幾支?
我們設想,一種“雞”有11只腳,一種“兔子”有19只腳,它們共有16個頭,280只腳。現(xiàn)在已經(jīng)把買鉛筆問題,轉(zhuǎn)化成“雞兔同籠”問題了。
利用上面算兔數(shù)公式,就有:
藍筆數(shù)=(19×16-280)÷(19-11)=24÷8=3(支).
紅筆數(shù)=16-3=13(支).
答:買了13支紅鉛筆和3支藍鉛筆.
例2、一份稿件,甲單獨打字需6小時完成.乙單獨打字需10小時完成,現(xiàn)在甲單獨打若干小時后,因有事由乙接著打完,共用了7小時.甲打字用了多少小時?
分析與解答:我們把這份稿件平均分成30份(30是6和10的最小公倍數(shù)),
甲每小時打30÷6=5(份),乙每小時打30÷10=3(份).
現(xiàn)在把甲打字的時間看成“兔”頭數(shù),乙打字的時間看成“雞”頭數(shù),總頭數(shù)是7,“兔”的腳數(shù)是5,“雞”的腳數(shù)是3,總腳數(shù)是30,就把問題轉(zhuǎn)化成“雞兔同籠”問題了.
根據(jù)前面的公式
“兔”數(shù)=(30-3×7)÷(5-3)=4.5,
“雞”數(shù)=7-4.5=2.5,
也就是甲打字用了4.5小時,乙打字用了2.5小時.
答:甲打字用了4小時30分.
例1、 雞與兔共100只,雞的腳數(shù)比兔的腳數(shù)少28,問雞與兔各幾只?
分析與解答:假如再補上28只雞腳,也就是再有雞28÷2=14(只),雞與兔腳數(shù)就相等,兔的腳是雞的腳4÷2=2(倍),于是雞的只數(shù)是兔的只數(shù)的2倍.
兔的只數(shù)是:(100+28÷2)÷(2+1)=38(只).
雞是:100-38=62(只).
答:雞62只,兔38只.
當然也可以去掉兔28÷4=7(只)這時雞與兔腳數(shù)就相等,兔的腳是雞的腳4÷2=2(倍),于是雞的只數(shù)是兔的只數(shù)的2倍,所以原來兔的只數(shù)是(100-28÷4)÷(2+1)+7=38(只)
例2、買一些4分和8分的郵票,共花6元8角。已知8分的郵票比4分的郵票多40張,那么兩種郵票各買了多少張?
分析與解答: 如果拿出40張8分的郵票,余下的郵票中8分與4分的張數(shù)就一樣多。
(680-8×40)÷(8+4)=30(張),即余下的郵票中,8分和4分的各有30張。
因此8分郵票有40+30=70(張).
答:買了8分的郵票70張,4分的郵票30張.
另外,還存在下面這樣的問題:總頭數(shù)換成“兩數(shù)之差”,總腳數(shù)也換成“兩數(shù)之差”.
例3、古詩中,五言絕句是四句詩,每句都是五個字;七言絕句是四句詩,每句都是七個字。有一詩選集,其中五言絕句比七言絕句多13首,總字數(shù)卻反而少了20個字。問兩種詩各多少首?
分析與解答:如果去掉13首五言絕句,兩種詩首數(shù)就相等,此時字數(shù)相差
5×4×13+20=280(字).
每首字數(shù)相差:7×4-5×4=8(字).
因此,七言絕句有:280÷8=35(首).
五言絕句有:35+13=48(首).
答:五言絕句48首,七言絕句35首.
對于上述例1、例2和例3三個問題,我們也可以像前面兩篇博文那樣解答,假設都是兔,或者都是雞。如下面的做法:
例1假設都是兔,雞的只數(shù)是(100×4-28)÷(4+2)=62(只)
例2假設都是8分郵票,4分郵票張數(shù)是(680-8×40)÷(8+4)=30(張).
例3假設都是五言絕句,七言絕句的首數(shù)是(20×13+20)÷(28-20)=35(首).
請大家注意觀察剛才列出的三個算式,把它們與“雞兔同籠”公式(可點擊本文開始列舉的兩篇查看)對照一下,就會發(fā)現(xiàn)非常有趣的事。這三個算式與“雞兔同籠”公式比較,只是有一處“-”成了“+”。其奧妙何在呢?當你繼續(xù)學習時,就會明白了。
根據(jù)上面的探討,請你想一想,下面這道題屬于“雞兔同籠”同一類型的問題嗎?
題目:有一輛貨車運輸2000只玻璃瓶,運費按到達時完好的瓶子數(shù)目計算,每只2角,如有破損,破損瓶子不給運費,還要每只賠償1元.結果得到運費379.6元,問這次搬運中玻璃瓶破損了幾只?
解:如果沒有破損,運費應是2000×0.2=400元。但破損一只要減少1+0.2=1.2(元).因此破損只數(shù)是(400-379.6)÷(1+0.2)=17(只).
答:這次搬運中破損了17只玻璃瓶。
玻璃廠委托運輸公司運2000塊玻璃,每塊0.4元,損壞1塊賠償7元,共得711.2元,損壞多少塊?