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大家都在關(guān)注:19年7月國際學(xué)校開放日全國優(yōu)質(zhì)國際高中國際初中國際小學(xué)推薦
英國數(shù)學(xué)教育家貝克浩斯(Backhousl )在研究“問題解決”時(shí)首先提到的
是中國古算題,其中包括雞兔同籠問題、100 個(gè)和尚買100 個(gè)饅頭問題等。解這
些問題需要想象,解者在其情景中有明確的且力所能及的目的,但缺少現(xiàn)成的方
法達(dá)到此目的,因此常常作為夜航船中或納涼賞月時(shí)的一種試智比知式考問的備
辦學(xué)問,一代一代傳下來,還傳到世界各地,雞兔問題傳到日本叫龜鶴問題。明
代作家張岱曾說:“天下學(xué)問,惟夜航船中最難對(duì)付”。又到納涼的季節(jié),老公
公們要用這些問題來試試兒孫輩的學(xué)問怎樣?有位小朋友聽了老公公提出的問題,
覺得難度不大,便滿懷信心地對(duì)老公公說:慢點(diǎn),讓我打開燈,拿紙和筆。老公
公講不用筆就不可以算嗎?這一下,許多小朋友都被難住了。顯然老公公解這些
難題的技巧肯定不同凡響,那么老公公是怎樣解這些問題的呢?我們先舉個(gè)例子
說說。
一、雞兔同籠問題
例1 籠中有若干只雞和兔,它們共有50個(gè)頭和140 只腳,問雞兔各有多少只?
解法1 假設(shè)法
假設(shè)一個(gè)未知數(shù)是已知的,比如假定50個(gè)頭全是兔,則共有腳(4 ×50= )
200 (只),這與題中已知140 只不符,多出(200-140=)60(只),多的原因
是雞當(dāng)兔后每只雞多算了2 只腳,所以雞的只數(shù)是(60÷2=)30(只),則兔的
只數(shù)為(50-30 =)20(只)。
這種解法,思路清晰,但較復(fù)雜,不便操作。能不能形象地畫個(gè)圖呢?讓我
們?cè)囋嚒?/p>
解法2 圖形法
從圖中看ACDF的面積=4 ×50=200 (只腳), 比實(shí)際多出 GHEF的
面積=200-140 =60(只腳), AB=GH=60÷2=30(只雞), BC=AC-AB=50-30
=20(只兔)
解法2 比解法1 高級(jí),算理是一樣的。這里答案是圖上算出的,顯然這兩種
解法都要用紙和筆。不用紙和筆肯定是用口訣或易記的公式,這是老公公的傳家
寶。
解法3 公式法
老公公講:只要用哨子一吹,并喊一聲口令:“全體肅立”。這時(shí)每只雞呈
金雞獨(dú)立之狀,每只兔呈玉兔拜月狀,著地的腳數(shù)之和有(140 ÷2 =)70(只),
其中雞的頭數(shù)與腳數(shù)相等,由于每只兔的腳比頭數(shù)多1 ,因此兔的頭數(shù)為(70-
50=)20(個(gè)),即兔有20只,則雞有(50-20=)30(只)。這個(gè)故事實(shí)際上
老公公用了如下的公式。
腳數(shù)和÷2-頭數(shù)和= 兔子數(shù)。
小孫子們聽了興趣為之大增,紛紛叫老公公再出幾道題。老公公又出了
(1 )30個(gè)頭,80只腳……。(兔10,雞20)。
(2 )100 只腳,40個(gè)頭……。(兔10,雞30)。
(3 )80個(gè)頭,200 只腳……。(兔20,雞60)
小孫子們個(gè)個(gè)都愉快地答出來了。
這個(gè)公式簡潔好用,它是祖代傳下來的還是老公公想出來的呢?我們中華文
化博大精深,這兩種可能性都是有的。這個(gè)公式是碰巧做對(duì)還是符合算理的呢?
這是十分重要的。數(shù)學(xué)家高斯說過:“數(shù)學(xué)中許多方法與定理是靠歸納發(fā)現(xiàn)的,
證明只是補(bǔ)行的手續(xù)而已。”現(xiàn)在我們就來補(bǔ)行這個(gè)手續(xù)。
2 雞頭= 雞腳。
4 兔頭= 兔腳。
得:兔腳+ 雞腳=2雞頭+4兔頭
=2(雞頭+2兔頭)。
這就證明了老公公歸納的公式。
說到雞兔同籠問題,常常大家精神就緊張起來,以為是難題來了�,F(xiàn)在掌握
了規(guī)律其實(shí)不難,所以凡事都應(yīng)去摸索規(guī)律,照規(guī)律辦事。
雞兔同籠問題在民間是當(dāng)故事講的,有沒有實(shí)際價(jià)值呢?我們?cè)賮砜聪旅娴?br /> 問題。
二、郵票問題
例2 買3 角與5 角的郵票共24張,總值4.6 元,問兩種郵票各買了幾張?
解這道題當(dāng)然可以用假設(shè)法和圖形法,但用什么樣的公式呢?美國數(shù)學(xué)教育
家C ?波利亞說:“……不論初等數(shù)學(xué)、高等數(shù)學(xué)中的發(fā)現(xiàn)……特別是不能沒有
類比。”用類比很容易發(fā)現(xiàn)這個(gè)公式是:郵
設(shè)3 角郵票為A1張,價(jià)值A(chǔ)2角;
5 角郵票為B1張,價(jià)值B2角。
說明數(shù)量關(guān)系與雞兔同籠問題相一致。
又3A1=A2,5B1=B2.
得:A2+B2=3A1+5B1 ,
這就與例1 的公式相類似,很容易將這個(gè)公式翻譯成語言陳述,大家試
(24-12=)12(張)。
如果你認(rèn)為這個(gè)公式不太好記,就不妨用圖來解。
(24×5 -96)÷2=12(張、3 角)
24-12 =12
所以解題方法的選用常常是根據(jù)具體情況而定的。
再試試
(1 )6 角與8 角的郵票共18張,總價(jià)12.4元,問兩種郵票各幾張?(10,
8 )
(2 )3 角與8 角的郵票共100 張,總價(jià)50元,問兩種郵票各幾張?(60,
40)
三、植樹問題
例3 一次植樹活動(dòng),規(guī)定大樹每人種2 棵,小樹每人種4 棵,全班50人種樹
140 棵,問種這兩種樹的各有多少人?
這道題可用例1 的公式很快解得種大樹的有30人,種小樹的有20人。
四、運(yùn)輸(工作)問題
例4 有小卡車50輛,大卡車每輛運(yùn)4 噸,小卡車每輛運(yùn)2 噸,共運(yùn)140 噸化
肥,問大小卡車各幾輛?
難道不是題目看完答案就出來了嗎?
五、農(nóng)藥問題
例5 甲種農(nóng)藥每千克兌水20千克,乙種農(nóng)藥每千克兌水40千克,現(xiàn)為了提高
藥效,根據(jù)農(nóng)科所意見,甲乙兩種農(nóng)藥混合使用,已知兩種農(nóng)藥共50千克,要配
藥水140 千克,問甲、乙兩種農(nóng)藥各需多少千克?
用公式解很簡單(30,20),如果將這個(gè)公式交給農(nóng)民,那么他們配起農(nóng)藥
來就既方便又正確,你能想出這個(gè)公式是什么嗎?
還會(huì)遇到許多許多的問題,它們的數(shù)量關(guān)系(應(yīng)用題的本質(zhì))與雞兔同籠問
題相一致,都可以用雞兔同籠問題的三種方法來解,這些問題我們將它們統(tǒng)稱為
雞兔同籠問題。
相傳大禹治水到黃河,發(fā)現(xiàn)一只神龜,背上馱了一張圖叫河圖(洛書)。
(左圖),用阿拉伯?dāng)?shù)字表示就是右圖,圖中三條豎線、三條橫線、二條對(duì)角線
共八條線上三個(gè)數(shù)的和都是15,這樣的圖是怎樣造出來的呢?其法一時(shí)失傳了,
于是有人用它來占卜、相風(fēng)水,進(jìn)入迷信狀態(tài)。后來數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)其原理是二進(jìn)制,
說明二進(jìn)制是中國人最先發(fā)明的,近代根據(jù)二進(jìn)制發(fā)明了計(jì)算機(jī),所以有些基礎(chǔ)
科學(xué)的研究成果一時(shí)看起來無多大用途,以后漸漸會(huì)發(fā)現(xiàn)有大用途,雞兔同籠問
題不也是這樣嗎?因此我們一定要重視基礎(chǔ)科學(xué)的學(xué)習(xí)和研究。
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