中國古代的數(shù)學家用一些小竹棍擺成不同的形式來表示不同的數(shù)目,并進行各種計算,這叫做“籌算”。在《孫子算經(jīng)》中就給出了擺竹棍的方法?!秾O子算經(jīng)》共3卷,成書在祖沖之之前,大約是公元5世紀。內(nèi)容主要講數(shù)學的用途,淺顯易懂,有許多有趣的數(shù)學題。下面的“雞兔同籠”、“河邊洗碗”、“折繩量木”、“三雞啄粟”,都選自這本書。
①雞兔同籠
原題是:“今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足,問雉兔各幾何?”
“雉”也叫做“野雞”,雄的羽毛華麗,脖子上有白色環(huán)紋,很漂亮。這道題的意思是“今有雞和兔同籠,從上面數(shù)有頭35個,從下面數(shù)有腳94只,問雞和兔各有多少只?”
《孫子算經(jīng)》上的解法很巧妙,它是按公式
免數(shù)=×足數(shù)-頭數(shù)
來算的。具體計算如下:
免數(shù)=×94-35=47-35=12(只),
雞數(shù)=頭數(shù)-兔數(shù)=35-12=23( 只)。
這個公式怎樣來的呢?
把足數(shù)除以2以后,每只雞只剩下一足,每只免剩下兩足了。減去頭數(shù),就相當于每只雞、免再減去一足,雞足減完了,剩下的每只免只有一足了。此時,所剩足數(shù)恰好等于兔子的頭數(shù)。
“雞兔同籠”問題的解法不止一種,下面介紹另外一種解法。
由于每只兔子比每只雞多兩足,假如把兔子也算作兩足的話,那么雞兔共有2×35=70足。
由總足數(shù)94減去70,剩下的應該是兔子數(shù)的兩倍。因此,兔子數(shù)為
( 94-35×2)÷2
=( 94-70 )÷2=12(只).
雞數(shù)=35-12=23(只).
前兩種方法如果與方程比較起來,還是用方程來解最簡單:設免子有x只,則雞有(35-x)只。
由于兔子有四足,雞有兩足,總共有94足??闪谐龇匠蹋?/p>
4x+2(35-x)= 94
4x+70-2x=94
2x=24
x=12,35-x=23
答:免有12只,雞有23只。
②河邊洗碗
有一名婦女在河邊洗刷一大摞碗。一個過路人問她:“怎么刷這么多碗哪?”她回答:“家里來客人了。”過路人又問:“家里來了多少客人?”婦女笑著答道:“2個人給一碗飯,3個人給一碗雞蛋羹,4個人給一碗肉,一共要用65只碗,你算算我們家來了多少客人?”
題目給出了碗的總數(shù)以及客人和碗的關系。如果能求出每人占多少只碗,就可以求出客人的數(shù)目。每人占多少只碗呢?
2個人給一碗飯,每人占只碗;
3個人給一碗雞蛋羹,每人占只碗;
4個人給一碗肉,每人占
合起來,每人占
客人數(shù)為
③折繩量木
“有一段木頭,不知它的長度,拿來根繩子量木頭的長,把繩子拉直來量,繩子多4尺5寸;如果將繩子對折過來量,繩子又短1尺。問這段木頭有多長?”
《孫子算經(jīng)》上的這道題十分有趣。 解這道數(shù)學題的關鍵是找出繩子拉直和繩子對折的關系。
從上圖可以看出,半根繩長等于45+10寸。因為繩子可以看成由A點對折的。這樣整根繩長就等于(45+10)×2(寸),而木頭長為 (45+10)x2-45=65(寸)。
答:木頭長為6尺5寸。
④三雞啄粟
一只公雞,一只母雞和一只小雞在一起啄食了1001粒粟米。當小雞啄食1粒粟米時,母雞啄食2粒,公雞啄食4粒。粟米的主人要求這些雞的主人償還粟米。問三只雞的主人各該償還粟米多少?
解答這道題時,關鍵是求出每只雞啄食粟米的比例。由于小雞啄食1粒時,母雞啄食2粒,公雞啄食4粒,所以如果把1001粒票米分成7份的話,小雞啄食了1份,母雞和公雞各啄食了2份和4份。
小雞啄食了
1001÷(1+2+4)
= 1001÷7
=143(粒).
母雞啄食了143×2=286( 粒),
公雞啄食了143×4=572( 粒).
* 節(jié)選自《數(shù)學大世界》,中國科普大獎圖書典藏書系第四輯,作者李毓佩,湖北科學技術出版社。
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