雞兔同籠問題及其幾類變形
來源:奧數(shù)網 文章作者:王新霞老師 2009-05-05 18:40:19

"雞兔同籠"問題是我國民間廣為流傳的數(shù)學趣題,最早出現(xiàn)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(shù)=(兔腳數(shù)×總頭數(shù)-總腳數(shù))÷(兔腳數(shù)-雞腳數(shù))
兔數(shù)=(總腳數(shù)-雞腳數(shù)×總頭數(shù))÷(兔腳數(shù)-雞腳數(shù))
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(shù)和總腳數(shù)種的"和"變成""差,有三種情形:
、僖阎u兔頭數(shù)之差和總腳數(shù),求雞兔;
、谝阎u兔腳數(shù)之差和總頭數(shù),求雞兔;
、垡阎u兔頭數(shù)之差和腳數(shù)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(shù)比兔腳數(shù)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(shù)相同,此時雞數(shù)是兔子只數(shù)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(shù)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(shù)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(fā)現(xiàn)這樣一個有趣的現(xiàn)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(shù)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(fā)現(xiàn)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(xiàn)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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