第一节 雉兔同笼

※算题1 雉兔同笼

难度等级:★★★★☆

思维训练方向:假设思维

【原题】

今有雉、兔同笼,上有三十五头,下九十四足。问雉、兔各几何?(选自《孙子算经》31卷下)

【注释】

figure_0107_0144

①雉:鸡。

【译文】

现有若干只鸡、兔被关在同一个笼子里。上有35个头,下有94只脚。问鸡、兔各有多少只?

【解答】

《孙子算经》针对这一题做出了非常巧妙的解答:“术曰:上置头,下置足。半其足,以头除足,以足除头,即得。”把这一解法列成算式即是:兔子的只数=94÷2-35=12只,再用35-12=23只,即求出了鸡的数量。

这一解法的巧妙之处即在于它假设了一种特殊的情况——鸡、兔的脚数都减少一半,也就是想象每只鸡都“金鸡独立”,而每只兔子都抬起2只前爪。这样,地面上出现脚总数的一半,也就是94÷2=47。如果我们把47看作两种动物的头数,那么鸡的头数算了一次,而兔子的头数却算了两次,因为当鸡抬起一只脚,它的脚数与头数相等,而当兔子抬起前主爪之后,脚数却为头数的两倍,也就是说,每有一只兔子,(一半的)脚数便要比头数多1。因此从47中减去总头数35,得到的是兔子头数。再用总头数减去刚刚算出的兔子的数量,便得出了鸡的数量。

假设一种特殊情景,只通过一次除法和两步减法便得出所求,方法的确非常明了、简单。只不过这种解法推广的可能性比较小,因为“抬腿法”更适合鸡、兔这种脚数与头数呈现特定比例关系的动物,对于一般性的事物,我们可以用一种更普遍的解法。

还是雉兔同笼这道题,如果假设35只都是兔子,那么就有4×35只脚,比94只脚多:

35×4-94=46只

因为每只鸡比兔子少4-2只脚,所以共有鸡:

(35×4-94)÷(4-2)=23只

说明我们设想的35只“兔子”中有23只不是兔子,而是鸡。因此兔子的真正数目是35-23=12只。

当然,我们也可以设想35只都是“鸡”,那么共有脚2×35=70(只),比94只脚少:

94-70=24只

每只鸡比每只兔子少4-2只脚,所以共有兔子:

(94-2×35)÷(4-2)=12只

说明设想中的“鸡”中有12只不是鸡,而是兔子。鸡的真实数目是35-12=23只。

因此,这个笼子中共有23只鸡,12只兔。

※算题1 再操练

1.李老师买笔

难度等级:★★★☆☆

思维训练方向:假设思维

李老师到文具店买圆珠笔,红笔每支1.9元,蓝笔每支1.1元,两种圆珠笔共买了16支,花了28元。问红、蓝笔各买了几支?

以“角”作单位:

红笔数量:(280-11×16)÷(19-11)=13支

蓝笔数量:16-13=3支

因此,李老师买了13支红笔,3支蓝笔。

figure_0109_0145

2.蜘蛛、蜻蜓和蝉

难度等级:★★★★★

思维训练方向:假设思维

蜘蛛有8条腿,蜻蜓有6条腿和2对翅膀,蝉有6条腿和1对翅膀。现在这三种小虫共18只,有118条腿和20对翅膀。每种小虫各有几只?

因为蜻蜓和蝉都有6条腿,所以从腿的数目来考虑,可以把小虫分成“8条腿”与“6条腿”两种,利用公式就可知8条腿的蜘蛛有:(118-6×18)÷(8-6)=5只,则6条腿的小虫有:

figure_0110_0146

18-5=13只

也就是蜻蜓和蝉共有13只。因为它们共有20对翅膀,再利用一次公式。

蝉的数量:(13×2-20)÷(2-1)=6只

蜻蜓的数量:13-6=7只

因此,有5只蜘蛛,7只蜻蜓,6只蝉。

※算题1 拓展

1.雉兔同笼2

难度等级:★★★☆☆

思维训练方向:分合思维

若干只鸡、兔在同一个笼中,它们的头数相等,脚一共有90只。鸡、兔各有几只?

因为鸡、兔头数相等,因此可以把1只鸡和1只兔子并为一组,每组有2+4=6只脚,90÷6=15,可知一共

figure_0110_0147

有15组鸡兔,也就是说笼子里有15只鸡,15只兔。

2.两种邮票

难度等级:★★★☆☆

思维训练方向:分合思维

小红买了一些4角和8角的邮票,共花了68元。已知8角的邮票比4角的邮票多40张,那么两种邮票各有多少张?

如果拿出40张8角的邮票,剩下的邮票中8角与4角的张数一样多,

(680-8×40)÷(8+4)=30张

剩下的邮票中8角和4角的各有30张,8角的邮票一共有:

40+30=70张

因此,8角的邮票有70张,4角的邮票有30张。

figure_0111_0148