视频字幕
鸡兔同笼是中国古代著名的数学问题,出自《孙子算经》。问题描述是:笼子里有若干只鸡和兔,已知总的头数和总的脚数,问笼子里鸡和兔各有多少只?这个问题的关键在于利用鸡有2只脚、兔有4只脚的区别,结合已知的总头数和总脚数,求出鸡和兔各自的数量。
解决鸡兔同笼问题的第一种方法是假设法。假设法的步骤如下:首先,假设笼子里全是鸡,计算此时的总脚数。然后,计算实际总脚数与假设脚数的差值。由于每只兔比每只鸡多2只脚,所以用差值除以2就能得到兔子的数量。最后,用总头数减去兔子数量,就能得到鸡的数量。让我们用一个例子来说明:假设笼子里有10个头,32只脚。如果全是鸡,总脚数应为10乘以2等于20只。实际脚数比假设多了32减20等于12只。每只兔比鸡多2只脚,所以兔子数量为12除以2等于6只。鸡的数量为10减6等于4只。因此,笼子里有4只鸡和6只兔。
解决鸡兔同笼问题的第二种方法是方程法,也称为代数法。方程法的步骤如下:首先,设鸡有x只,兔有y只。然后,根据总头数,列出第一个方程:x加y等于总头数。接着,根据总脚数,列出第二个方程:2x加4y等于总脚数。最后,解这个二元一次方程组,求出x和y的值。让我们还是用10个头,32只脚的例子来说明:我们有两个方程,x加y等于10,2x加4y等于32。从第一个方程得到x等于10减y。将这个表达式代入第二个方程:2乘以(10减y)加4y等于32。展开得到:20减2y加4y等于32。简化为:20加2y等于32。所以2y等于12,y等于6,即兔子有6只。将y等于6代回第一个方程,得到x等于10减6等于4,即鸡有4只。所以,笼子里有4只鸡和6只兔。从图形上看,这是两条直线的交点坐标。
鸡兔同笼问题有许多变形,但解题思路基本相同。常见的变形包括:已知鸡和兔的总数量及总腿数,求各有多少只;已知总数量,以及鸡的数量是兔的数量的几倍,求各有多少只;已知鸡比兔多或少几只,以及总腿数,求各有多少只。让我们来看一个例题:笼中共有30只动物,总腿数是90条,问鸡和兔各有多少只?我们仍然可以用方程法解决。设鸡有x只,兔有y只,则有两个方程:x加y等于30,2x加4y等于90。从第一个方程得到x等于30减y,代入第二个方程:2乘以(30减y)加4y等于90。展开得到:60减2y加4y等于90。简化为:60加2y等于90。所以2y等于30,y等于15,即兔子有15只。将y等于15代回第一个方程,得到x等于30减15等于15,即鸡有15只。所以,笼子里有15只鸡和15只兔。
让我们总结一下鸡兔同笼问题。鸡兔同笼是中国古代著名的数学问题,出自《孙子算经》。问题的核心是利用鸡有2只脚、兔有4只脚的区别,结合已知条件求解。解决这类问题常用的方法有两种:假设法和方程法。假设法是假设笼子里全是鸡或全是兔,计算与实际情况的差值,再求出实际数量。方程法是设置未知数,列出方程组,通过代入消元法求解。无论使用哪种方法,关键是理解问题的本质,即利用鸡和兔在脚数上的差异来建立数学关系。这类问题不仅是古代数学的经典案例,也是现代数学教育中培养逻辑思维和代数能力的重要题材。