第4节
故事与趣题
百钱买百鸡
张丘建是北魏人,他的数学造诣很深,他撰写的《张丘建算经》共分三卷,主要编录了一些数学应用题。“百鸡问题”是那部算经中最出名的一道趣题,后世的数学家对百鸡问题都有浓郁的兴趣,纷纷模仿编了很多相似的题目。国外的数学家对它也非常感兴趣,纷纷效仿,可以说百鸡问题是世界数学史上影响最大的名题之一。
《张丘建算经》的“百鸡问题”是这样的:
今有鸡翁一,值钱五;鸡母一,值钱三;鸡雏三,值钱一。凡百钱买鸡百只,问鸡翁、母、雏各几何?
题意是这样的:公鸡5元1只,母鸡3元1只,小鸡3只1元,100元可买100只鸡。问可买公鸡、母鸡和小鸡各多少只?
原书没有给出解法,只说如果少买7只母鸡,就可多买4只公鸡和3只小鸡。所以只要得出一组答案,就可以推出其余两组答案。中国古算书的著名校勘者甄鸾和李淳风注释该书时,也没给出解法,只有约6世纪的算学家谢察微记述过一种不甚正确的解法。
从现代数学观点来看,实际上这是一个不定方程,可用求解不定方程正整数解的方法,可以这样解:
设公鸡、母鸡、小鸡分别为x、y、z只。
有两个方程,三个未知量,称为不定方程组,有多种解。
令②×3 -①,得
7x + 4y = 100;
所以,所以x一定是4的倍数。
设x = 4t(t为正整数),
把x = 4t代入7x + 4y = 100,得到
y=25-7t。
易得z = 75 + 3t。
所以,x = 4t
y=25-7t
z=75+3t
因为x, y, z为正整数
所以,4t>0
25 - 7t>0
75 + 3t>0
解得。
又因为t为整数,
所以,当t = 1时,
x=4; y=18; z=78。
当t = 2时,
x=8; y=11; z=81。
当t = 3时,
x=12; y=4; z=84。
也就是说,这题的答案可能有3种情况:
A.公鸡4只,母鸡18只,小鸡78只。
B.公鸡8只,母鸡11只,小鸡81只。
C.公鸡12只,母鸡4只,小鸡84只。
“百鸡问题”是中国数学史上的杰出成就之一,是世界公认的数学名题,至今受到人们的关注。
小读者们不妨尝试一下用不定方程来解决一些实际问题。
拓展应用
1. 六年级某班同学45人去公园划船,如果每只小船有3个座位,每只大船有5个座位,要求每个人恰好有一个座位,那么需要大船、小船各几只?
2. 圆珠笔每支3角,笔记本每本8角,现有6元2角钱,要将钱正好用完,笔记本最多可以买几本?
3.小明和妈妈去商店买玩具,买一个电动玩具要付19元,若妈妈只有2元的钞票20张,而商店里的都是5元一张的,问妈妈怎么付钱最简单?