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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,已知总共有35个头和94只脚,求鸡和兔各有多少只?这个问题有多种巧妙的解法,让我们一一来学习。
第一种方法是代数法,这是最直接的解法。我们设鸡有x只,兔有y只。根据题意,头数总共35个,所以x加y等于35。脚数总共94只,鸡有2只脚,兔有4只脚,所以2x加4y等于94。从第一个方程得到x等于35减y,代入第二个方程,得到2倍的35减y加4y等于94,化简后得到y等于12,x等于23。所以鸡有23只,兔有12只。
第二种方法是假设法,这是一种巧妙的算术方法。我们假设笼子里全是鸡,那么35只鸡应该有70只脚。但实际有94只脚,多出了24只脚。这多出的脚是因为我们把兔子当成了鸡。每只兔子比鸡多2只脚,所以兔子的数量等于24除以2,得到12只兔子。鸡的数量就是35减12,等于23只鸡。
第三种方法叫抬脚法,也叫金鸡独立法,是一种非常形象的思维方法。我们想象让笼子里的所有动物都抬起两只脚。这样总共抬起了70只脚,剩下着地的脚有24只。鸡抬起两只脚后就没有脚着地了,而兔子抬起两只脚后还有两只脚着地。所以剩下的24只着地的脚全部是兔子的,兔子数量等于24除以2,得到12只。鸡的数量就是23只。
通过学习这些方法,我们可以总结出鸡兔同笼问题的通用公式。设总头数为H,总脚数为F,那么兔子数量等于F减2H再除以2,鸡的数量等于总头数减去兔子数量。用我们的例题验证:兔子数量等于94减70除以2,得到12只;鸡的数量等于35减12,得到23只。这些方法各有特色,代数法最严谨,假设法和抬脚法更直观,都是解决此类问题的有效工具。