“雞兔同籠”問題及幾種解法

中國的古算書《孫子算經》中有一個非常有名的數學問題——"雞兔同籠"問題:

今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足。問雉兔各幾何。

意思是:在一個籠子裡有若干只雞和兔,從上面看有三十五個頭,從下面看有九十四隻腳,問籠中雞和兔各有多少隻?

《孫子算經》中給出的解法是:腳數的1/2減頭數(94/2-35=12)為兔數,頭數減兔數(35-12=23)為雞數。

這種解法乍一看,不知道是什麼意思,為什麼要這樣解答。但是,結合現在的列方程方法,可以看出,其實這和列方程解法是同一個意思。

該題用列方程方法解答,如下圖。

“雞兔同籠”問題及幾種解法

在列方程解法中,⑵式減⑴式可得

“雞兔同籠”問題及幾種解法

“雞兔同籠”問題及幾種解法

這和"腳數的1/2減頭數即為兔數"意思一樣,

代入方程⑴又得

“雞兔同籠”問題及幾種解法

這和"頭數減兔數即為雞數"意思一樣。

"雞兔同籠"問題,還一個有趣的解法——"抬腳法":

“雞兔同籠”問題及幾種解法

意思:讓雞和兔子同時抬起2只腳(雞的腳數)後,這時從下面看,籠子裡只剩下兔子的腳(此時一隻兔2只腳),剩下的腳數為"總腳數-2×總頭數",剩下的腳數除以2就是兔的只數。

兔的只數=(94-35×2)÷2=12(只)

雞的只數=35-12=23(只)

雞兔同籠問題,還可以用"假設法"來解答。

1、假設籠子中全是雞:

因為共有35個頭,則雞的腳數為2×35=70(只),

這樣,雞的腳數比總腳數少94-70=24(只),

而一隻兔子比一隻雞多的腳數為4-2=2(只),

故少了的24只腳可用兔子來增加,可得

兔子的只數為24÷2=12 (只),

雞的只數為35-12=23(只)。

2、或者假設籠子中全是兔子:

因為共有35個頭,則兔的腳數為4×35=140(只),

這樣,兔的腳數比總腳數多140-94=46(只),

而一隻雞比一隻兔子少的腳數為4-2=2(只),

故多了的46只腳可用雞來減少,可得

雞的只數為46÷2=23(只),

兔子的只數為35-23=12(只)。

"雞兔同籠"問題的解法多種多樣,除了上面的二元一次方程法、抬腳法、假設法,還有一元一次方程法、公式法等解法,就不一一贅述了。

總結一些公式:

公式1:

雞的只數=(兔的腳數×總只數-總腳數)÷(兔的腳數-雞的腳數)

兔的只數=總只數-雞的只數

公式2:

兔的只數=(總腳數-雞的腳數×總只數)÷(兔的腳數-雞的腳數)

雞的只數=總只數-兔的只數

公式3:

兔的只數=總腳數÷2-總頭數

雞的只數=總只數-兔的只數

…………

"雞兔同籠"問題可演變成其它各種問題,這也是小學奧數的常見題型,如:

蜻蜓有6條腿、2對翅膀,蟬有6條腿、1對翅膀,蜘蛛有8條腿,無翅膀。已知蜻蜓、蟬、蜘蛛三種動物共有25只,腿共有170條,翅膀共有22對,求三種動物各有多少隻?

先用"抬腳法":

讓所有動物各抬起6條腿後,只剩下蜘蛛的腿,有170-6×25=20只,

此時一隻蜘蛛2只腿,故蜘蛛有20÷2=10只。

這時題目就轉化為:蜻蜓、蟬共15只,腿有90只,翅膀有22對,求蜻蜓、蟬各多少隻?

再用"假設法":

假設全部是蜻蜓,

蜻蜓翅膀數為2×15=30(只),

蜻蜓翅膀數比總翅膀數多了30-22=8(只),

蟬的翅膀數比蜻蜓少2-1=1(只),

多的翅膀數8可用蟬來減少,蟬的只數為8÷1=8(只),

蜻蜓的只數為15-8=7(只),

故蜻蜓、蟬、蜘蛛分別為7、8、10只。


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