“鸡兔同笼”补遗

鸡兔同笼头笼”补遗蠕墨铸铁
本文再介绍与鸡兔同笼相关的一些知识,供同学们学习时参考.
今有雉兔同笼,上有三十五头.
下有九十四足,问雉兔各几何?
它出自我国古代数学著作《孙子算经》中著名的“雉兔同笼”问题.书中给出的解法是:“上置头,下置足,半其足,以头除(此处‘除’之意为‘除去’即减去)足,以足除头,即得.”
先设“金鸡独立”,玉兔双腿(即“半其足”),这时共有腿数为94÷2 = 47.在这47条腿中,每数一条腿应该有一只鸡,而每数两条腿才有一只兔,所以:
兔数为  47-35 = 12,即“以头除足”.
鸡数为  35-12 =23.
这道题用列二元一次方程组的方法可以很容易求解:
设鸡有只,兔有只,则由题意,可得
解这个方程组,得
我们再把这个解法一般化:在一般情况下,设鸡有只,兔有只,A为鸡、兔总共只数,B为鸡、兔总共足数.则
解之,可得
这就是说,兔数为腿数的二分之一(半其足),与总头数之差(以头除足).
在古代朱世杰《算学启蒙》(1299年)《永乐大典》中的《丁巨算法》(1355年)严恭《通原算法》中,也载有鸡兔同笼问题,朱世杰的解法与《孙子算经》不同,而与现代的算术解法则几乎完全一样.
今有鸡兔100,共足272只,只云鸡足二,兔足四,问鸡兔各几何?
其解法是:“列一百,以兔足乘之,得数内减共足余一百二十八为实,列鸡、兔足以少减多余二为法而一得鸡,反减一百即兔,合问.”
又术曰:“倍一百以减共足余半之即兔也.”
此即:
鸡数  (100×4-272)÷(4-2) = 64.
兔数  100-64 = 36.
或兔数  (272-100×2)÷2 = 36.
鸡数  100-36 = 64.
吴敬《九章算法比类大全》(1450年)卷六也载有几个很有趣味的类似的诗词古体算题,如
ostasksuspend
争强斗胜
八臂一头号夜叉,三头六臂是哪吒.
两处争强来斗胜,二相胜负正交加.
三十六头齐厮打,一百八手乱相抓.
旁边看者殷勤问,几个哪吒几夜叉?
吴敬原书的解法:
置列
互乘对减得  108×3-36×6 = 108为被除数,
喷淋嘴
3×8-1×6 = 18为除数,
分子模型故:夜叉数为108÷18 = 6.
哪吒数为(36-6)÷3 = 10.
此法与现在的方程组解法相类似:
设夜叉数为,哪吒数为,则
解得
“鸡兔同笼”问题,在我国民间流传十分广泛,民间流传有“野鸡兔子四十九,一百条腿地下走.借问英贤能算士,野鸡兔子各多少?(请同学们自己列方程组解答).下面这道题是流传于我国民间的“板凳木马问题”它同“鸡兔问题”很相似.
板凳木马三十三,共足一百单;
请问能算者,它们各若干?
这道题的意思是:板凳木马的总数是33个,腿的总数是101条.板凳、木马各有多少个?(注:板凳4条腿,木马3条腿)
解:设有板凳个,木马个,根据题意,得
    解得即板凳有2条,木马有31个.
在李汝珍(约公元1763 - 1830)著的古典小说《镜花缘》中有这样一段趣味故事:
宗伯府的女主人卞宝云邀请众女才子们到府中的小鳌山观灯.当众才女在一片音乐声中来到小鳌山时,只见楼上楼下俱挂着许多灯球,五彩缤纷,秀丽壮观,宛如列星,高低错落.一时竟难分辨其有灯多少,卞宝云请精通筹算的才女米兰芬,算一算楼上楼下大小灯球的数目.她告诉米兰芬:“楼上的灯有两种;一种上做三个大灯球,下缀六个小灯球;另一种上做三个大灯球,下缀18个小灯球.楼下的灯也分两种:一种一个大球下缀两个小球;
另一种是一个大球下缀四个小球.”她请米兰芬算一算楼上楼下大小灯球各多少盏?米兰芬想了一想,请宝云命人查一查楼上楼下大小灯球各多少个.查的结果是:楼上大灯球396个,小灯球1440个;楼下大灯球360个,小灯球1200个.
米兰芬采用《孙子算经》中雉兔同笼“的解法,先算楼下的:
一大四小灯的盏数:1200÷2-360 = 240.
一大二小灯的盏数:360-240 = 120.
楼上三大十八小的盏数:(1440÷2-396)÷6 = 54.
三大六小的盏数:(396-3×54)÷3 = 78.
用列二元一次方程组的方法求解如下:
解:设楼下一个大球下缀两个小球的灯有盏,一个大球下缀四个小球的灯有盏,根据题意,得
    解得
答:(略).
请同学们用同样的方法算一算楼上两种灯的盏数.
光缆接线盒在我国明朝永乐年间,由翰林学士解缙等人编撰的《永乐大典》中也有类似的题目,请看下面这道题:
钱二十贯,买四百六十尺,绫每尺四十三,罗每尺四十四.问绫、罗几何?
这道题的意思是:用20贯钱买了460尺绫和罗,绫的价格是每尺43文,罗的价格是每尺44文.问买了绫、罗各多少尺?(贯:古代货币单位;文:古代货币单位.1贯=1000文;尺:已经废止使用的市制长度单位.)
经过我们仔细地观察、比较,可以发现,此题也可以归为“鸡兔问题”来求解.
解:设买绫尺,买罗尺,根据题意,得
解得  即买绫240尺,买罗220尺.
在《九章算术》中的:“玉石问题”也属于这一类:
今有玉方一寸,重七两;石方一寸,重六两.今有石方三寸,中有玉,并一十一斤.问玉、石各重几何?(斤、两:都是已经废止使用的重量单位.古代,1斤=16两;寸:是已经废止使用的市制长度单位.)
这道题的意思是:宝玉1立方寸重7两,石料1立方寸重6两.现有宝玉和石料混合在一起的一个正方体,棱长是3寸,重量是11斤.在这个正方体中的宝玉和石料各重多少两?
解:设这个正方体中宝玉寸,石料寸,根据题意,得
        解得
则有宝玉:14×7=98(两),
    石料:13×6=78(两).
答:(略)
中国的鸡兔问题后来传到了日本.日本江户时代出版社出版的《算法童子问》一书中就有许多类似这样解法的题目.下面这道题就是这本书中比较典型的一道:
院子里有狗,厨房的菜墩上有章鱼.狗和章鱼的总头数是14,总足数是96,求狗和章鱼各有多少.(注:章鱼有8只足.)
解:设狗有条,章鱼有尾,根据题意,得
  解得即有狗4条,有章鱼10尾.
列一次方程组解“鸡兔问题”的方法你学会了吗?下面的题目请你尝试一下:
1.  鸡兔同笼不知数,三十六头笼中露;
      看来脚有一百只,几多鸡儿几多兔.
2.  一千官兵一千布,一官四尺无零数;
      四兵才得布一尺,请问官兵多少数?
答案:1.14只兔,22只鸡.
2.200军官,800士兵.

本文发布于:2024-09-22 17:23:10,感谢您对本站的认可!

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