形形色色的數學題:用竹棍擺成的數學題

形形色色的数学题:用竹棍摆成的数学题

中國古代的數學家用一些小竹棍擺成不同的形式來表示不同的數目,並進行各種計算,這叫做“籌算”。在《孫子算經》中就給出了擺竹棍的方法。《孫子算經》共3卷,成書在祖沖之之前,大約是公元5世紀。內容主要講數學的用途,淺顯易懂,有許多有趣的數學題。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,脖子上有白色環紋,很漂亮。這道題的意思是“今有雞和兔同籠,從上面數有頭35個,從下面數有腳94只,問雞和兔各有多少隻?”

《孫子算經》上的解法很巧妙,它是按公式

免數=×足數-頭數

來算的。具體計算如下:

免數=×94-35=47-35=12(只),

雞數=頭數-兔數=35-12=23( 只)。

這個公式怎樣來的呢?

把足數除以2以後,每隻雞隻剩下一足,每隻免剩下兩足了。減去頭數,就相當於每隻雞、免再減去一足,雞足減完了,剩下的每隻免只有一足了。此時,所剩足數恰好等於兔子的頭數。

“雞兔同籠”問題的解法不止一種,下面介紹另外一種解法。

由於每隻兔子比每隻雞多兩足,假如把兔子也算作兩足的話,那麼雞兔共有2×35=70足。

由總足數94減去70,剩下的應該是兔子數的兩倍。因此,兔子數為

( 94-35×2)÷2

=( 94-70 )÷2=12(只).

雞數=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。

由於兔子有四足,雞有兩足,總共有94足。可列出方程:

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:“怎麼刷這麼多碗哪?”她回答:“家裡來客人了。”過路人又問:“家裡來了多少客人?”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以及客人和碗的關係。如果能求出每人佔多少只碗,就可以求出客人的數目。每人佔多少只碗呢?

2個人給一碗飯,每人佔只碗;

3個人給一碗雞蛋羹,每人佔

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只碗;

4個人給一碗肉,每人佔

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只碗。

合起來,每人佔

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只碗。

客人數為

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(人)。

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;如果將繩子對摺過來量,繩子又短1尺。問這段木頭有多長?”

形形色色的数学题:用竹棍摆成的数学题

《孫子算經》上的這道題十分有趣。 解這道數學題的關鍵是找出繩子拉直和繩子對摺的關係。

從上圖可以看出,半根繩長等於45+10寸。因為繩子可以看成由A點對摺的。這樣整根繩長就等於(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

一隻公雞,一隻母雞和一隻小雞在一起啄食了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。問三隻雞的主人各該償還粟米多少?

解答這道題時,關鍵是求出每隻雞啄食粟米的比例。由於小雞啄食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).

* 節選自《數學大世界》,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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