孫子“雞兔同籠”解法應用擴展

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,孫子的解法還能適用嗎?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於雞,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,在數值上就等於 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,那麼孫子的解法還適用嗎?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 只雞的 2 只足只算 (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 元幣和 5 元幣 35 張,共計 106 元,每種幣各幾張?

解:假設 106 元全是 2 元幣,那麼:

孫子的“雞兔同籠法”給我們指明瞭用算術法解答求多個未知數的思路和方法。

例 2:1 元幣、2 元幣、5 元幣和 10 元幣四種面值的人民幣 47 張,共計 127 元,其中 5 元幣的總面值跟 10 元幣相等,2 元幣的張數等於 5 元和 10 元兩種幣的張數和,每種幣各幾張?

解:5 元幣、10 元幣兩種幣的總面值相等,他們張數比為 2:1, 假定 127 張全是 1 元幣,那麼先求 10 幣的張數:

(127-47)÷ [(10-1)+2(5-1)+(2+1)×(2-1)]

=80 ÷ 20

=4(10 元幣)

4×2=8(5 元幣)

4+8=12(2 元幣)

47-4-8-12=23(1 元幣)

本題如果先求 2 元幣的張數,可以這樣:

(127-47) ÷ [()(10-1)+()(5-1)+(2-1)]

=80 ÷

=12 (2 元幣 )

12 x =4(10 元幣)

12 x =8(5 元幣 )

47-4-8-12=23 (1 元幣)

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。

孫子“雞兔同籠”解法應用擴展


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