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鸡兔同笼是中国古代著名的数学问题。问题是这样的:笼子里有鸡和兔,我们知道总的头数和总的脚数,要求出鸡和兔各有多少只。鸡有一个头两只脚,兔有一个头四只脚。比如笼子里有10个头,26只脚,问鸡和兔各有多少只?
第一种方法是代数法。我们设鸡有c只,兔有r只。根据题意,总头数是10,所以c加r等于10。总脚数是26,鸡有2只脚,兔有4只脚,所以2c加4r等于26。现在我们有了一个二元一次方程组。从第一个方程可以得到c等于10减r,把这个代入第二个方程,得到2倍的10减r加4r等于26。展开后得到20减2r加4r等于26,化简得到20加2r等于26,所以2r等于6,r等于3。因此兔有3只,鸡有7只。
第二种方法是假设法。我们假设笼子里的10只动物全是鸡。如果全是鸡,那么应该有10乘以2等于20只脚。但实际上有26只脚,比假设的多了6只脚。这多出来的6只脚是因为我们把兔子当成了鸡。每只兔子比鸡多2只脚,所以兔子的数量就是6除以2等于3只。因此鸡有10减3等于7只。这种方法思路简单,计算方便。
第三种方法叫抬腿法,也叫算术法。我们想象让笼子里的每只动物都抬起2只脚。总共有10只动物,所以一共抬起了20只脚。原来地上有26只脚,抬起20只后,地上还剩6只脚。现在,鸡因为只有2只脚,全部抬起后地上就没有脚了。而兔子有4只脚,抬起2只后地上还剩2只脚。所以地上剩下的6只脚全部是兔子的,每只兔子贡献2只脚,因此兔子有6除以2等于3只,鸡有10减3等于7只。
我们用三种不同的方法都得到了相同的答案:鸡有7只,兔有3只。我们可以总结出鸡兔同笼问题的通用公式:兔子的数量等于总脚数减去2倍总头数,再除以2;鸡的数量等于总头数减去兔子数量。用这个公式验证我们的答案:兔子数量等于26减去2乘以10,除以2,等于3只;鸡的数量等于10减去3,等于7只。最后检验:7乘以2加上3乘以4等于14加12等于26,正确!这个公式可以快速解决任何鸡兔同笼问题。