前一段时间大火的话剧《鸡兔同笼》用一道女儿解不出来的数学题,带出了父亲和女儿各自生活的困境。
那这道难倒过所有小学生的题目它到底有什么魅力呢?
由古论今
鸡兔同笼是中国古代的数学名题之一。大约在1500年前,《孙子算经》中就记载了这个有趣的题目,书中是这样描述的:
今有雉兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问雉兔各几何?
这四句话的意思是:
有若干只鸡兔在同一个笼子里,从上面数,有35个头,从下面数,有94只脚,问笼中各有几只鸡和兔?
拿到问题我们需要梳理一下数量关系,兔子和鸡在一个笼子中,那么总共的只数=鸡的只数+兔子的只数,其中鸡有2条腿,兔子有4条腿,那么总的腿数=鸡的只数x2+兔的只数x4,也就是鸡和兔子两部分相加来计算只数或者脚数。
第一次的想法
当我们拿到问题不知道该怎么办的时候,就可以先找一个数去试一试,比如当鸡有1只的时候,兔子就有34只,那么鸡的腿数就有1x2=2条,兔的腿数就有34x4=136条,明显比我们的94条要多,那就说明我们猜想的不对,如果继续猜想,则需要列一个表格进行梳理,如下:
通过上面的列表可以直观的看出鸡的只数每增加1只,总腿数就会减少2条,最后达到我们想要的结果。
但如果每道题都这样列表也会有些困难,那么我们不妨再来试试画示意图的方法:
根据示意图我们可以清楚的看出,整个大长方形的面积我们可以用35x4来表示,也就是140条腿,去掉其中两个灰色长方形表示的94条腿,则剩下的就是空白部分长方形的面积也就是46条,长方形的宽我们知道是相差的2条腿,则长方形的长就是46÷2=23只,也就是鸡的只数,则兔的只数就是35-23=12只。
思路的进阶
而最近网上流行的:小兔抬腿法和小鸡拄拐法则又是什么意思呢?
假设我们的鸡和兔子训练有素,吹一声哨子,命令所有的兔子把两条前腿抬起来,现在所有的动物都变成了2条腿,吹哨人就可以轻松的数出来,35只动物一共就有35x2=70条腿,那比我们原来的94条腿少了94-70=24条,为什么会少呢?原来是所有的兔子都把前腿抬了起来,一只兔子抬起来了2条前腿,2只兔子就抬起来了4条前腿,6只兔子就抬起来了12条前腿,那么几只兔子就抬起来24条腿呢?24÷2=12只。
当然我们也可以给每一只小鸡都发一副拐杖,也就是帮助小鸡增加了2条腿,那么数数拐杖和腿一共是35x4=140条,比我们原来的94条腿多了46条,为什么会多出来呢?原来是一只小鸡多了两根拐杖,那么几只小鸡就多出来这46条呢?46÷2=23只。
回顾一下这两种思路一个是把兔子当成和小鸡一样腿数的动物,一个是把小鸡当成和兔子一样腿数的动物,其实运用的都是我们假设的方法,把所有的动物都看成一种来进行思考,再去对比能够计算出来的腿数与题目中所给腿数相比较,看看差是多少,每差2只腿相差出来就是1只没有假设的动物。
概括起来的数量关系就是这样:
兔数=(实际脚数-每只鸡脚数x鸡兔总数)÷(每只兔脚数-每只鸡脚数)
鸡数=(每只兔脚数x鸡兔总数-实际脚数)÷(每只兔脚数-每只鸡脚数)
当然这道题目的本质是二元一次方程,由于小学课标所限,所以在利用方程的思想上也有所不同,根据我们开头分析的两个数量关系,则可以一个用来设未知数,另一个用来列方程:
总共的只数=鸡的只数+兔子的只数,如果把鸡的只数设为x只,那么兔子的只数则为(35-x)只。
再根据总的腿数=鸡的只数x2+兔的只数x4,则可以列出方程
2x+(35-x)x4=94
x=23
总结一下今天的解法,我们用到了“列表法”、“示意图法“、“假设法“和”方程法“。鸡兔同笼可以成为典型的一题多解的题目。
如果我们的学习只是一味的记忆和套用公式,那就违背了其中的本质,重要的价值在于通过多种解题方法去探索题目的本质,以及尽可能去关联所学的数学知识,逐渐养成能力去思考自己办法,有了这种思维即使走出学校,无论遇到什么样的难题,都可以从多个角度去理性思考,这才是可以通过一个题目的策略领会其中的真正奥义,终生受益的思维方式。
藏在鸡兔同笼题目中的算法还有很多种,你还能想出其他的方法吗?
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教师简介
教师简介:韩肖男老师
新东方优能一对一小学数学教师。
通过生动有趣的课堂、活泼快乐的氛围,带领学生们快乐学习和提分的同时,真正从生活中领悟数学,形成数学思维。
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