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鸡兔同笼是中国古代著名的数学问题,最早出现在《孙子算经》中。经典的问题是这样的:笼子里有若干只鸡和兔子,从上面数有35个头,从下面数有94只脚,问鸡和兔子各有多少只?这个问题看似简单,但蕴含着深刻的数学思维,让我们一起来探索解决这个问题的巧妙方法。
现在我们用假设法来解决这个问题。首先假设35只动物全部都是鸡,那么应该有35乘以2等于70只脚。但实际上有94只脚,多出了94减70等于24只脚。因为每只兔子比鸡多2只脚,所以兔子的数量就是24除以2等于12只。那么鸡的数量就是35减12等于23只。通过假设法,我们得出答案:鸡有23只,兔子有12只。
现在我们用方程法来解决这个问题。首先设鸡有x只,兔有y只。根据题意建立方程组:头数方程x加y等于35,脚数方程2x加4y等于94。接下来用消元法求解。由方程一得到x等于35减y,将其代入方程二,得到2倍的35减y加4y等于94。化简得70减2y加4y等于94,即2y等于24,所以y等于12。将y等于12代入x等于35减y,得到x等于23。因此答案是鸡有23只,兔子有12只。
抬腿法是一种非常直观有趣的解题方法。我们让所有动物都抬起两只脚,这样鸡就没有脚着地了,而兔子还有两只脚着地。地面上剩余的脚数是94减去35乘以2等于24只脚。这24只脚都是兔子的,所以兔子的数量是24除以2等于12只。鸡的数量就是35减12等于23只。这种方法通过生动的想象,让抽象的数学问题变得具体可感,是理解鸡兔同笼问题本质的绝佳方法。
现在我们来练习两道变式题目,巩固刚才学到的解题方法。第一题:鸡兔共有头20个,脚54只,求鸡兔各几只?我们用假设法来解:假设20只全是鸡,应有40只脚,实际有54只脚,多出14只脚。每只兔比鸡多2只脚,所以兔子有7只,鸡有13只。第二题:鸡兔共30只,鸡脚比兔脚少18只,求鸡兔各几只?这题用方程法更合适。设鸡x只,兔y只,建立方程组:x加y等于30,4y减2x等于18。解得x等于21,y等于9,即鸡21只,兔9只。