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雞兔同籠問題及其幾類變形

來源:奧數網 文章作者:王新霞老師 2009-05-05 18:40:19

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    "雞兔同籠"問題是我國民間廣為流傳的數學趣題,最早出現在《孫子算經》中:"今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足,問雉兔各幾何?"

一、基本問題

  就是如《孫子算經》中給出的一樣,知道總頭和總腳,求分量。

  有的書中會給出解決這類雞兔同籠的基本關系式(公式):

  雞數=(兔腳數×總頭數-總腳數)÷(兔腳數-雞腳數)

  兔數=(總腳數-雞腳數×總頭數)÷(兔腳數-雞腳數)

  結果許多孩子以為這就是解決雞兔同籠的公式,一遇到這種題目就生搬硬套,結果碰到變式就找不到"腳、頭"。其實這類問題考察的就是假設的思想,所以我從不主張孩子們記住這兩個式子,而是通過例題讓他們體會這種思想,只要思想掌握了,那么就可以"百題一解"了。

二、雞兔同籠的變形有兩類:

  1、將雞兔的總頭數和總腳數種的"和"變成""差,有三種情形:

  ①已知雞兔頭數之差和總腳數,求雞兔;

  ②已知雞兔腳數之差和總頭數,求雞兔;

  ③已知雞兔頭數之差和腳數之差,求雞兔;

  2、將基本問題中的雞兔變成兩種不同的東西,或者變成三種、四種不同的東西。

  對于這兩種變形,都可以轉化為基本問題來解。

  特別是后者,多種不同的物品,考慮采用"捆綁法",將有共同特征的幾種物體"捆綁"到一起,看成一種,再轉化成基本問題。

  例1求解《孫子算經》中的基本問題:

  假設35只全是雞,則有35×2=70只腳…………假設

  而實際有94只腳,少算了94-70=24只腳…………比較

  原因是每只兔子少算了4-2=2只腳,所以有兔子24÷2=12只,

  雞35-12=23只…………推理得結果

  例2雞兔共有40只,雞腳數比兔腳數少70,雞兔各有多少只?

  解:假設再補上70只雞腳,即再增加35只雞,…………假設

  那么雞兔腳數相同,此時雞數是兔子只數的兩倍,問題轉化為和倍問題,

  所以兔子有:(40+35)÷(2+1)=25只,

  雞有40-25=15只…………推理得結果

  例3一些奇異的動物在草坪上聚會,有獨角獸(1個頭、1只腳)、雙頭龍(2個頭、4只腳)、三腳貓(1個頭、3只腳)和四腳蛇(1個頭、4只腳)。如果草坪上的動物共有58個頭、160只腳,且四腳蛇的數量恰好是雙頭龍的2倍,那么其中獨角獸有只?

  (2009年"迎春杯"小學四年級初試第8題)

  分析:多種動物的雞兔同籠問題,要用"捆綁法",關鍵是將有共同特征的動物先看成一種,從而將動物種類減少。題目中有一句話"四腳蛇的數量恰好是雙頭龍的2倍",這是一個有用的暗示,二者肯定有關系。再觀察它們頭和腳的情況,發現這樣一個有趣的現象:

  如果我用○代表1只雙頭龍,△代表1只四腳蛇,那么因四腳蛇的數量恰好是雙頭龍的2倍,則有下面對應關系:

  將1只雙頭龍和2只四腳蛇"捆"到一起,發現它們每一"捆"共有4頭12腳,恰好可以看成4只三腳貓。這樣就轉化為只有兩種動物了:獨角獸(1頭1腳)和三腳貓(1頭3腳)共有頭58,腳160。

  假設58只全是三腳貓,那么應該有58×3=174(只)腳,…………假設

  但現在只有160只,多算了174-160=14(只)腳,…………比較

  是因為1只獨角獸只有1只腳,看成三腳貓后每一只多算了3-1=2只腳,

  所以獨角獸有14÷2=7(只)。…………推理得結果

  小結:雞兔同籠的問題有許多,但基本思想幾乎都用到假設,再結合和、差、倍的方法,一般可以得到解決。解題基本脈絡既是:假設→假設的結果與所給條件比較→推理,得出差異的原因→求解得結果。

 

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