孙子算经《鸡兔同笼解法》

孙子算经《鸡兔同笼解法》
孙子算经《鸡兔同笼解法》

《孙子算经》中是如何解答“鸡兔同笼”问题的呢?作者:许隆阅读: 1228 时间: 2011-2-7 7:56:53

古时候,有一个小村庄,一位农民养了很多的鸡和兔子。本来养鸡养兔也没什么奇怪,但怪就怪在他把这些鸡兔养在同一个笼子里。有一天,他灵感一触,也想让别人知道他养了多少的鸡和兔,于是就在笼子前立了一个醒目的牌子,上面写着:今有鸡兔同笼,上有350头,下有940足,问鸡兔各几何?

看着这块牌子,村民们都觉得此问题好滑稽,但他们又很好奇,于是每逢路过此地,都会驻足思索一番。曾有一个很有毅力的人,想用实际行动找出答案,就站在笼前数呀数,几天过去了,有人问他“有结果了吗?”此人惘然地说:“我头也数昏了,眼前有的只是天上的星星,而没有鸡兔,不信,你也来数数吧!”看来,他的能力也就如此了,难道真的没有解决的办法?

有一天,皇帝出巡,恰巧路过此地。看到这块牌子上写的问题,皇帝也怔住了:“鸡兔同笼,共有350头,共有940足,有趣有趣。”皇帝正一边说一边思考着,也觉得深奥难解。这时,皇帝话题一转,对手下大臣道:既然这鸡兔同笼问题如此难解,那就悬赏吧。谁得到鸡兔同笼问题正确解答者,朕就赏他十两黄金。“

悬赏一出,各地村民和有识之士蜂拥而来。他们多数是来凑热闹的,但其中也不乏想有取赏之人。有一人说,他能找出答案,待皇上问他时,他却在一个鸡一个鸡地数,象先前那个村民一样。笼里的鸡和兔是乱飞乱跳的,刚数完的这个鸡又跑到没数过的兔那边去了;刚数完的兔又跑到没数过的鸡那边去了,直数到皇上也不耐烦了,答案自然也是不了了之。好在皇上没拿他问罪,算是皇上开恩。

正在这时,突然人群中走出一位贤士,长得眉清目秀,来到皇帝面前,文绉绉地说道:“上置头,下置足,半其足,以足除头,以头除足,即得鸡兔数。”

皇帝思忖一番,答案果然如此,便拍手叫好,正准备吩咐小李子把十两黄金赏给这位贤士。

小李子正在取黄金之时,旁边就有人急切地叫道:“皇上,请稍等,我有妙法。”

“什么妙法,说来听听。”皇帝兴趣大增。

“我这个方法叫做金鸡独立法”,此人自豪地说,“让所有的鸡单足着地,所有的兔前两足立起,只用后两足着地,这时,地上只有一半的足,也就是470足着地。一只鸡一足着地,一只兔两足着地,每多一足着地,就说明有一兔。这着地的470足比350头多出120只,这不就得到了兔子有120只吗?这样鸡也就是230只了。”

听到这里,皇帝失声叫道:“此法妙,此法妙!”不料,小李子凑近皇帝道:“现在有两人得出了答案,黄金该怎样赏赐呢?是不是每人平分五两呢?”

皇帝一听,正欲作断,由远而近又传来一个声音:“皇上,且慢且慢,吾有一法更妙。”不料这时,皇帝突然倒地,瞬间众人都吓坏了,以为皇上驾崩。就在皇医等众人围上来抢救时,皇帝却一跃而起,说道:“朕无妨,请那贤士说说是何更妙的方法。”

顿时,众人都为皇帝龙体无碍而长舒了一口气。然后只听得贤人道:“我这方法叫鸡翅变足法。一兔有四足,一鸡却只有两足,可一鸡有两翅,让鸡的两翅也变成两足,那一鸡不也有四足吗?这样350头就该有1400足了,可这比实际的940足多出460足,这多出的足其实就是鸡的翅膀变来的,从而鸡就有230只,兔就是120只了。”

皇帝听罢,拍手称好,正欲吩咐小李子拿赏钱时,只见一人生得肥头大耳,面目怪异,走近皇帝道:“皇上,小人尚有一法更绝。”

众大臣恐皇上被此人模样吓倒,摧促怪面人还不快快说来。却此怪面人不紧不慢地说道:“我这方法叫特异功能法。”

皇帝一听“特异功能法”,倍感新鲜:“何谓特异功能法?”

“让鸡兔都有特异功能”,怪面人清了清嗓子,继续说道:“口哨声吹,鸡全飞起来,兔全立起前两足,这时,着地的足数每只鸡少两只,每只兔也少两只,350个鸡兔一共少了700足。口哨未吹之前,有940足着地,这样吹哨后还有240足着地,这着地的足全是兔的后两足呀。这样,兔子就是120只,鸡也就有230只。”

皇帝听毕,不禁又拍手称好:“众人解法令朕欣喜,众位所表现之才华,正说明我江山社稷之兴旺强盛。”正说到此时,又有人说有巧妙解法,众臣又陪着皇帝把“假设调整法”、“代数方程法”等都一一记录在案不表。

最后,皇上给众大臣提出了一个问题:“鸡兔同笼是有趣,各种解法也巧妙。现在这十两黄金赏给谁呢?”

话音刚落,就见一大臣奏曰:“皇上,既然他们解法各有千秋,妙趣横生,皇上何不赏解答者每人十两黄金,以表示皇上对数学的重视呢?”

只见皇帝笑曰:“好主意,小李子,照办吧!”从此以后,鸡兔同笼问题及其各种奇妙解法,成了数学界与老百姓的有趣话题,并一直流传至今。

孙子定理

孙子算经 ●“鸡兔同笼” 《孙子算经》共三卷,完成于公元四-五世纪。卷下第31题,是后世“鸡兔同笼”题的始祖,后来传到日本,变成“鹤龟算”。书中是这样叙述的: “今有鸡兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问鸡兔各几何? 这四句话的意思是:有若干只鸡兔同在一个笼子里,从上面数,有35个头;从下面数,有94只脚。求笼中各有几只鸡和兔? 趣题1: 巍巍古寺在山林,不知寺内几多僧。 三百六十四只碗,看看用尽不差争。 三人共食一碗饭,四人共吃一碗羹。 请问先生明算者,算来寺内几多僧? ●“荡杯问题” “今有妇人河上荡杯。津吏问曰:…杯何以多??妇人曰:…有客。?津吏曰:…客几何??妇人曰:…二人共饭,三人共羹,四人共肉,凡用杯六十五。不知客几何?” “术曰:置六十五杯,以一十二乘之,得七百八十,以十三除之,即得”。 这里告诉我们这次洗碗事件,要处理的是65个碗共有多少人的问题。其中有能了解客数的信息是2人共碗饭,3人共碗羹,4人共碗肉。通过这几个数值,很自然就能解决客数问题。因为客数是固定值,因此将其列成今式为N/2+N/3+N/4=65,易得客数六十人。 ●“孙子定理”(中国剩余定理--一次同余论) 《孙子算经》具有重大意义的是卷下第26题:“今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?答曰:『二十三』”

这个问题也被称为“物不知数”问题。西方数学史将其称为“中国剩余定理” (Chinese remainder theorem)。 与上面的荡杯问题相比较,可以发现主要区别在于这里出现了余数,而不是整除。 此题相当于求不定方程组N=3x+2, N=5y+3, N=7z+2 ---三个方程式,4个未知数,比较难解。孙子算经给出了算法: N=70×2+21×3+15×2-2×105=23。 这里105是模数3、5、7的最小公倍数。这里给出的是符合条件的最小正整数。 对于一般余数的情形,只要把上述算法中的余数2、3、2分别换成新的余数就行了。以R1、R2、R3表示这些余数,那么《孙子算经》相当于给出公式 N=70×R1+21×R2+15×R3-p×105(p是整数)。孙子算法的关键,在于70、21和15这三个数的确定: 这三个数可以从最小公倍数M=3×5×7=105中各约去模数3、5、7后,再分别乘以整数2、1、1而得到。 70是5和7的公倍数,且被3除余1; 21是3和7的公倍数,且被5除余1; 15是3和5的公倍数,且被7除余1. 在这样的条件下,任意一个系数乘以对应余数所得的积,被对应出书除后所得的余数恰好等于对应余数,且该积仍然能被其他两个除数整除,因此三个积相加并不相互影响各自被对应出书除后所得的余数。 即70R1+21R2+15R3是被3除余R1,被5除余R2,被7除余R3的数。 应用上述推理,可以完全类似地把孙子算法推广到一般情形: 设有一数N,分别被两两互素的几个数a1、a2、……an相除得余数R1、R2、……R n,即表示为N≡Ri(mod a i),(i=1、2、……n),只需求出一组数K,使满足1(m od ai)(i=1、2、……n),那么适合已给一次同余组的最小正数解是(P是整数,M=a1×a2×……×an),这就是现代数论中著名的剩余定理。如上所说,它的基本形式已经包含在《孙子算经》“物不知数”题的解法之中。不过《孙子算经》没有明确地表述这个一般的定理。 上述的孙子算法一般情况四年级暂不要求。现在我们掌握的具体的解题思路如下: 先从3和5、3和7、5和7的公倍数中相应地找出分别被7、5、3除均余1的较小数15、21、70 ( 注释:此步又称为求"模逆"运算,利用扩展欧几里得法并借助计算机编程可比较快速地求得。对于很小的数,可以直接死算)。即

算经十书

算经十书,中国古代十部最著名的数学书 《周髀算经》作者不详,有可能成书于公元前100年,它原名为《周髀》,到了唐代才改名《周髀算经》。它不仅是一部数学著作,而且还是我国最古的天文学著作。主要阐明了盖天说和四分历法。在数学上,《周髀》已经采用了相当复杂的分数乘除法,计算太阳在正东西方向离近的时候,运用到了勾股定理。 《九章算术》是一部现有传本的、最古老的中国数学书。它的编写年代大约是公元100年左右。作者不详,共分为九章,所以称为《九章算术》。《九章算术》对我国的数学发展产生了巨大的影响。16世纪以前的中国数学书,原则上都遵《九章算术》的体例。它的正文包括“ 题” 、“ 答” 、“ 术” 三部分。“ 术” 就是解题的思路和方法。由于它的内容比较深奥,所以晋代刘徵对之作注,使得《九章算术》的解题方法等才能为人们所理解。 《海岛算经》又名《重差》,作者是晋代刘徵。它原是《九章算术注》的最后一卷。因为在这一卷里依据两个测望数据推算太阳高、远的方法昌,要用到两个差数,所以把这种测量方法称为“ 重差术” ,给这一卷起名为“ 重差。” 到了唐代选定十部选经进,把《九章算术》和《重差》分开。加之它的第一个题目是测望海岛山峰,计算它的高和远,所

以又把《重差》改名为《海岛算经》。作者刘徵总结和发展了“ 二重差方法" ,进一步阐明了相似三角形的性质及其应用。 《孙子算经》的作者不详,估计是公元400年左右的数学著作。它是一部直接涉及到乘除运算、求面积和体积、处理分数以及开平方和立方的著作。对筹算的分数算法和筹算开平方法以及当时的度量衡体系,都作了描绘,其中有关数论上原一个“ 物不知数” 的计算问题,是世界上最早提出算法的,被誉为“ 孙子定理” 或“ 中国剩余定理” 。其具体内容是,有一个数,用3除它余2,用5除它余3,用7除它余2,求这个数。用现代数学符号来表示是,求一个最小正整数N,满足联立一次同余式。 这个问题后来在民间广为流传,人们称之为“ 韩信点兵” 。并根据它编了一首“ 孙子歌” 来表示它的解法。具体内容是:“ 三人同行七十,五树梅花廿一枝,七子团圆月正半,除百零五便得知。” 意思是说,用3除余1,算70;用5除余1,算21;用7除余1,算15;把70,21,15这些数的倍数加起来,连续减去105,最后得出的最小正整数就是答案。后来,秦九韶在总结“ 孙子定理” 的基础上,创立了“ 大衍求一术” ,发表在《数书九章》上,提出了关于一次同余式组问题的相当完整的理论和算法,取得了兴世公认的杰出成就。

小学奥数:中国剩余定理

在一千多年前的《孙子算经》中,有这样一道算术题:“今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”按照今天的话来说:一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求这个数。这样的问题,也有人称为“韩信点兵”.它形成了一类问题,也就是初等数论中的解同余式。 ① 有一个数,除以3余2,除以4余1,问这个数除以12余几? 解:除以3余2的数有:2, 5, 8, 11,14, 17, 20,23… 它们除以12的余数是:2,5,8,11,2,5,8,11… 除以4余1的数有:1, 5, 9, 13, 17, 21, 25,29… 它们除以12的余数是:1, 5, 9, 1, 5, 9,…. 一个数除以12的余数是唯一的.上面两行余数中,只有5是共同的,因此这个数除以12的余数是5。如果我们把①的问题改变一下,不求被12除的余数,而是求这个数.很明显,满足条件的数是很多的,它是5+12×整数,整数可以取0,1,2,…,无穷无尽.事实上,我们首先找出5后,注意到12是3与4的最小公倍数,再加上12的整数倍,就都是满足条件的数.这样就是把“除以3余2,除以4余1”两个条件合并成“除以12余5”一个条件.《孙子算经》提出的问题有三个条件,我们可以先把两个条件合并成一个.然后再与第三个条件合并,就可找到答案. ②一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求符合条件的最小数。 解:先列出除以3余2的数:2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23,26… 再列出除以5余3的数:3, 8, 13, 18, 23,28… 这两列数中,首先出现的公共数是8.3与5的最小公倍数是15.两个条件合并成一个就是8+15×整数,列出这一串数是8, 23, 38,…,再列出除以7余2的数 2, 9, 16, 23,30… 就得出符合题目条件的最小数是23. 事实上,我们已把题目中三个条件合并成一个:被105除余23. 那么韩信点的兵在1000-1500之间,可能是105×10+23=1073人 问题:“今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何?”答曰:“二十三”术曰: 三三数剩一置几何?答曰:五乘七乘二得之七十。 五五数剩一复置几何?答曰,三乘七得之二十一是也。 七七数剩一又置几何?答曰,三乘五得之十五是也。 三乘五乘七,又得一百零五。 则可知已,又三三数之剩二,置一百四十,五五数之剩三,置六十三,七七数之剩二,置三十,并之,得二百三十三,以二百一十减之,即得。凡三三数之剩一,则置七十,五五数

的中国古算题,最早出现在《孙子算经》中:“今有雉

“鸡兔同笼”问题是一类有名的中国古算题,最早出现在《孙子算经》中:“今有雉兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问雉兔各几何?”意思是说笼子里有一些鸡和兔,一共加起来有35个头,94只脚。问鸡和兔各有几只?因为题目中的内容涉及了鸡和兔,所以我们称这类问题为“鸡兔同笼”问题,有的教材也称其为“龟鹤同笼”。你们能算出到底有几只鸡? 几只兔吗? 1、笼子里有一些鸡和兔,一共加起来有35个头,94只脚。问鸡和兔各有几只? 欢乐探究谷 实践畅想园知识百花筒 鸡兔同笼问题 小丁丁说得不错,二年级我们已学过列表枚举法解鸡兔同笼问题。现在我们 学习用“假设法”解鸡兔同笼问题。假设全是鸡或全是兔,然后根据出现的只数差, 推算出鸡或兔的只数,最后求出另一种动物的只数。 (1)假设全是兔的算法是: 鸡的只数=(兔脚数×总头数-总脚数)÷(兔脚数-鸡脚数) (2)假设全是鸡的算法是: 兔的数量=(总脚数-鸡脚数×总头数)÷(兔脚数-鸡脚数) 你知道其中的奥 秘吗? 当然知道,解答这类题 的主要解法之一是“假 设法”。

2、饲养员小王在自家的庭院里饲养了鸡和兔共40只,它们的脚数一共是108只。小王养的鸡和兔各有多少只? 3、鸡、兔的总只数为78只,兔脚数比鸡脚数多6只,鸡、兔各有多少只? 1、王老师带了41名同学去公园划船,共租了10条船。每条大船坐6人,每条小船坐4人。问大船、小船各租几条? 思维星空站 友情提示:假设法由于其固有 的特点:假设的是一种事物, 而求出的是另一种事物。可以 简单理解为,设谁不求谁。

2、货运公司的停车场上停放着许多轿车(四个轮子)和货车(六个轮子)。姐弟俩来到停车场上做游戏,姐姐对弟弟说:“现在停车场里有60辆车,你知道是多少辆货车,多少辆轿车吗?”弟弟对姐姐说:“停车场上的这些车一共有280各轮子,你知道是多少辆货车,多少辆轿车吗?”聪明的同学们,你们能知道停车场上是多少辆货车,多少辆轿车吗? 3、学校举行数学竞赛,共25道题。若做对一道得4分,做错或没做一题扣2分,小胖得了76分,请问他做对了多少道题? 4、松鼠妈妈采松子,晴天每天可采16个,雨天每天可采11个。一连采了若干天,有晴天也有雨天,其中雨天比晴天多3天,但雨天采的个数却比晴天采的个数少27个。问一共采了多少天? 5、蜘蛛有8条腿,蜻蜓有6条腿和2对翅膀,蝉有6条腿和1对翅膀。现在这三种昆虫共17只,有120条腿和11对翅膀。求每种昆虫各有几只?

张丘建算经

数学著作。三卷。北魏张丘建(丘或作“邱”)撰。约成书于北魏天安元年——太和九年(466-485年)之间。 张丘建,生平事迹不详。自序最后题“清河张丘建谨序”,清河是张姓郡望,未必是作者的籍贯。南北朝时北魏人。 《张丘建算经》是一部数学问题集,传本分为上、中、下三卷。卷中结尾及卷下开头均已残缺,保存下来的共有92个数学问题及其解答,其内容、范围与《九章算术》相仿,在最大公约数与最小公倍数、等差数列、不定方程等方面则超过了《九章算术》的水平。 卷上第十题、第十一题涉及最小公倍数的概念与计算,其中第十题为:“今有封山周栈三百二十五里,甲、乙、丙三人同绕周栈行。甲日行一百五十里,乙日行一百二十里,丙日行九十里。问周行几何日会。”由于甲、乙、丙绕栈道一周所需的时间分别是 故三人相会所需的时间是这三个数的最小公倍数,根据书中的解答,一般地有如下结果: 设a,b,c,e都是正整数,若将a,b,c的最大公约数记为 又将e/a,e/b,e/c的最小公倍数记为 则书中相当于给出了最大公约数与最小公倍数之间的如下关系 《张丘建算经》中有大约十个题目是关于等差数列的各种问题及其解法的,有些是继承以往的成果,但更多地则是创新,根据书中的解答,张丘建实际上得到了下列结果: 设 a1,a2,…,a n是一等差数列,公差为d,又记

这些结果说明,至迟到五世纪,在中国传统数学中已经具备了系统的等差数列理论,同类结果直到七世纪才在印度人的著作中出现。 《张丘建算经》最引人注目的内容是提出并解决了一个在数学史上非常著名的不定方程问题,通常称为百鸡问题,卷下第三十八题:“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。” 若设鸡翁、母、雏的只数分别为x,y,z,依题意有 这是一个不定方程问题。书中给出的答案是: 并且指出:“鸡翁每增四,鸡母每减七,鸡雏每益三,即得。”这实际上指出,在求得了方程组(5)的一组特解(x0,y0,z0)之后,其余的解可由下列关系得到: 其中t取适当的整数值,使所得结果符合题意。 不定方程虽在《九章算术》中已经出现,但当时并无明确的认识,刘徽注《九章》注意到了这类问题,却未作进一步的研究。因此,《张丘建算经》中的百鸡问题实开中国古代不定方程研究的先河,其影响一直持续到十九世纪。这一问题曾先后传入印度、阿拉伯及欧洲,出现在摩诃毗罗(九世纪)、婆什迦罗(1114—1185?)、阿尔·卡西(十五世纪)和斐波那契(十三世纪)等人的著作中。 《隋书·经籍志》载:“《张丘建算经》二卷”,《旧唐书·经籍志》、《新唐书·艺文志》均作一卷,又著录“李淳风注《张丘建算经》三卷”,因此,将其析为三卷始于李淳风,同时附有唐算学博士刘孝孙所撰细草,此本于唐初列于学官。

《孙子算经》

孙子算经 原序 孙子曰:夫算者:天地之经纬,群生之元首,五常之本末,阴阳之父母,星辰之建号,三光之表里,五行之准平,四时之终始,万物之祖宗,六艺之纲纪。稽群伦之聚散,考二气之降升,推寒暑之迭运,步远近之殊同,观天道精微之兆基,察地理从横之长短,采神祇之所在,极成败之符验。穷道德之理,究性命之情。立规矩,准方圆,谨法度,约尺丈,立权衡,平重轻,剖毫厘,析泰絫。历亿载而不朽,施八极而无疆。散之者,富有余;背之者,贫且寠。心开者,幼冲而即悟;意闭者,皓首而难精。夫欲学之者,必务量能揆己,志在所专,如是,则焉有不成者哉! 卷上 度之所起,起于忽。欲知其忽,蚕吐丝为忽,十忽为一丝,十丝为一毫,十毫为一牦,十牦为一分,十分为一寸,十寸为一尺,十尺为一丈,十丈为一引,五十引为一端,四十尺为一匹,六尺为一步,二百四十步为一亩,三百步为一里。 称之所起,起于黍。十黍为一絫,十絫为一铢,二十四铢为一两,十六两为一觔,三十觔为一钧,四钧为一石。 量之所起,起于粟。六粟为一圭,十圭为一撮,十撮为一抄,十抄为一勺,十勺为一合,十合为一升,十升为一斗,十斗为一斛,十斛得六千万粟。所以得知者,六粟为一圭,十圭六十粟为一撮,十撮六百粟为一抄,十抄六千粟为一勺,十勺六万粟为一合,十合六十万粟为一升,十升六百万粟为一斗,十斗

六千万粟为一斛,十斛六亿粟百,斛六兆粟,千斛六京粟,万斛六陔粟,十万斛六秭粟,百万斛六穰粟,千万斛六沟粟,万万斛为一亿六涧粟,十亿斛六正粟,百亿斛六载粟。 凡大数之法:万万曰亿,万万亿曰兆,万万兆曰京,万万京曰陔,万万陔曰秭,万万秭曰穰,万万穰曰沟,万万沟曰涧,万万涧曰正,万万正曰载。 周三,径一,方五,邪七。见邪求方,五之,七而一;见方求邪,七之,五而一。 白银方寸重一十四两。 玉方寸重一十两。 铜方寸重七两半。 铅方寸重九两半。 铁方寸重七两。 石方寸重三两。 凡算之法:先识其位,一从十横,百立千僵,千十相望,万百相当。(案:万百原本讹作百万,今据《夏侯阳算经》改正。) 凡乘之法:重置其位,上下相观,头位有十步,至十有百步,至百有千步,至千以上命下所得之数列于中。言十即过,不满,自如头位。乘讫者,先去之下位;乘讫者,则俱退之。六不积,五不只。上下相乘,至尽则已。 凡除之法:与乘正异乘得在中央,除得在上方,假令六为法,百为实,以六除百,当进之二等,令在正百下。以六除一,则法多而实少,不可除,故当退就十位,以法除实,言一六而折百为四十,故可除。若实多法少,自当百之,不当复退,故或步法十者,置于十百位(头位有空绝者,法退二位。)余法皆如乘时,实有余者,以法命之,以法为母,实余为子。

《孙子算经》

《孙子算经》 《孙子算经》的作者与编纂年代史书没有确实的记载。大约在公元四、五世纪,成书于祖冲之以前。传本《孙子算经》与《隋书·经籍志》所载之《孙子算经》在分卷、度量衡单位名称等方面均不相合,可见传本《孙子算经》在隋以后有人改窜和附加之处。 《孙子算经》现传本(图1-46)分三卷。其中第一卷叙述算筹记数和演算。关于筹算乘除法的具体演算步骤,可用现代语言表述如下。 二数相乘时先用算筹布置一数于上格,一数于下格,没有被乘数和乘数的区别。把下格的数向左边移动,使下数的末位和上数的首位对齐(图1-47)。以上数首位数目分别乘下数各位,从左边到右边,用算筹布置逐步乘得的数于上下两格的中间(图1-48),并且把后得的乘积依次并入前所已得的数。求得了这一个部分乘积之后,把上数的首位去掉,下数向右边移过一位(图1-48)。再以上数的第二位乘下数各位,并入中间已得的积数内(图1-49)。这样继续下去,到末了上数各位一一去掉,中间所列就是二数的相乘积。例如上述的78×56。最后中间的4368就是所求的乘积。 古代筹算除法的演算步骤和乘法相反。用算筹布置实数(被除数)于中格,法数(除数)于下格,所得的商数布置在上格,先把法数的首位放到实数首位下边(图1-50),议好应得商数的首位。如果实数不够大,则把法数向右移过一位(图1-51),再考虑商数的首位,以商数首位乘法数各位,从左边到右边,随即在中格实数内减去每次乘得的数,然后把法数向右移一位,再议商数的第二位(图1-52)。再以商数第二位依次乘法数各位,从实数内减去每次乘积如前(图1-53)。于是,到中格实数减完时,就得到所求的结果。如果实数减不尽就是有余数。 例如上述的4392÷78最

《孙子算经》佚名

孙子算经 原序 孙子曰:夫算者:天地之经纬,群生之元首,五常之本末,阴阳之父母,星辰之建号,三光之表里,五行之准平,四时之终始,万物之祖宗,六艺之纲纪。稽群伦之聚散,考二气之降升,推寒暑之迭运,步远近之殊同,观天道精微之兆基,察地理从横之长短,采神祇之所在,极成败之符验。穷道德之理,究性命之情。立规矩,准方圆,谨法度,约尺丈,立权衡,平重轻,剖毫厘,析泰絫。历亿载而不朽,施八极而无疆。散之者,富有余;背之者,贫且寠。心开者,幼冲而即悟;意闭者,皓首而难精。夫欲学之者,必务量能揆己,志在所专,如是,则焉有不成者哉! 卷上 度之所起,起于忽。欲知其忽,蚕吐丝为忽,十忽为一丝,十丝为一毫,十毫为一牦,十牦为一分,十分为一寸,十寸为一尺,十尺为一丈,十丈为一引,五十引为一端,四十尺为一匹,六尺为一步,二百四十步为一亩,三百步为一里。 称之所起,起于黍。十黍为一絫,十絫为一铢,二十四铢为一两,十六两为一觔,三十觔为一钧,四钧为一石。 量之所起,起于粟。六粟为一圭,十圭为一撮,十撮为一抄,十抄为一勺,十勺为一合,十合为一升,十升为一斗,十斗为一斛,十斛得六千万粟。所以得知者,六粟为一圭,十圭六十粟为一撮,十撮六百粟为一抄,十抄六千粟为一勺,十勺六万粟为一合,十合六十万粟为一升,十升六百万粟为一斗,十斗六千万粟为一斛,十斛六亿粟百,斛六兆粟,千斛六京粟,万斛六陔粟,十万斛六秭粟,百万斛六穰粟,千万斛六沟粟,万万斛为一亿六涧粟,十亿斛六正粟,百亿斛六载粟。 凡大数之法:万万曰亿,万万亿曰兆,万万兆曰京,万万京曰陔,万万陔曰秭,万万秭曰穰,万万穰曰沟,万万沟曰涧,万万涧曰正,万万正曰载。 周三,径一,方五,邪七。见邪求方,五之,七而一;见方求邪,七之,五而一。 白银方寸重一十四两。 玉方寸重一十两。 铜方寸重七两半。

孙子算经《鸡兔同笼解法》

孙子算经《鸡兔同笼解法》 鸡兔同笼问题是中国古代著名的数学问题。那是已知鸡兔的总头数和总足数,求鸡兔各有多少只的一类典型应用题(本博前面曾多次介绍,为便于阅读在本文最后加了链接,有兴趣可点击查看)。它的题型虽然固定,但解题思路方法却多种多样,如假设法、削补法、转化法、分组法、盈亏法、倍比法、设零法、代数法等等,且解法还在不断创新。下面举一例给出几种解法供参考。 例:鸡兔同笼,上有40个头,下有100只足。鸡兔各有多少只? 1、极端假设 解法一:假设40个头都是鸡,那么应有足2×40=80(只),比实际少100-80=20(只)。这是把兔看作鸡的缘故。而把一只兔看成一只鸡,足数就会少4-2=2(只)。因此兔有20÷2=10(只),鸡有40-10=30(只)。 解法二:假设40个头都是兔,那么应有足4×40=160(只),比实际多160-100=60(只)。这是把鸡看作兔的缘故。而把一只鸡看成一只兔,足数就会多4-2=2(只)。因此鸡有 60÷2=30(只),兔有40-30=10(只)。 解法三:假设100只足都是鸡足,那么应有头100÷2=50(个),比实际多50-40=10(个)。把兔足看作鸡足,兔的只数

(头数)就会扩大4÷2倍,即兔的只数增加(4÷2-1)倍。因此兔有10÷(4÷2-1)=10(只),鸡有40-10=30(只)。 解法四:假设100只足都是兔足,那么应有头100÷4=25(个),比实际少40-25=15(个)。把鸡足看作兔足,鸡的只数(头数)就会缩小4÷2倍,即鸡的只数减少1-1÷(2÷4) =1/2。因此鸡有15÷1/2=30(只),兔有40-30=10(只)。 2、任意假设 解法五:假设40个头中,鸡有12个(0至40中的任意整数),则兔有40-12=28(个),那么它们一共有足 2×12+4×28=136(只),比实际多136-100=36(只)。这说明有一部分鸡看作兔了,而把一只鸡看成一只兔,足数就会多4-2=2(只),因此把鸡看成兔的只数是36÷2=18(只)。那么鸡实际有12+18=30(只),兔实际有28-18=10(只)。 解法六:假设100只足中,有鸡足80只(0至100中的任意整数,最好是2的倍数),则兔足有100-80=20(只),那么它们一共有头80÷2+20÷4=45(个),比实际多45-40=5(个)。这说明把一部分兔足看作鸡足了,而把兔足看成鸡足,兔的只数(头数)就会增加(4÷2-1)倍。因此把兔看作鸡的只数是5÷(4÷2-1)=5(只),那么兔实际有20÷4+5=10(只),鸡实际有40-10=30(只)。 通过比较可知:任意假设是极端假设的一般形式,而极端假设是任意假设的特殊形式,也是简便解法。

孙子问题已讲

第15讲孙子问题与逐步约束法 在古书《孙子算经》中有一道题:“今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”意思是:有一堆物品,三个三个数剩两个,五个五个数剩三个,七个七个数剩两个。求这堆物品的个数。 我们称这类问题为孙子问题。 例1 一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2。求满足条件的最小自然数。 分析与解:这道例题就是《孙子算经》中的问题。这个问题有三个条件,一下子不好解答。那么,我们能不能通过先求出满足其中一个条件的数,然后再逐步增加条件,达到最终解决问题的目的呢?我们试试看。 满足“除以3余2”的数,有2,5,8,11,14,17,… 在上面的数中再找满足“除以5余3”的数,可以找到8,8是同时满足“除以3余2”、“除以5余3”两个条件的数,容易知道,8再加上3与5的公倍数,仍然满足这两个条件,所以满足这两个条件的数有 8,23,38,53,68,… 在上面的数中再找满足“除以7余2”的数,可以找到23,23是同时满足“除以3余2”、“除以5余3”、“除以7余2”三个条件的数。23再加上或减去3,5,7的公倍数,仍然满足这三个条件,[3,5,7]=105,因为23<105,所以满足这三个条件的最小自然数是23。 在例1中,若找到的数大于[3,5,7],则应当用找到的数减去[3,5,7]的倍数,使得差小于[3,5,7],这个差即为所求的最小自然数。 例2求满足除以5余1,除以7余3,除以8余5的最小的自然数。 分析与解:与例1类似,先求出满足“除以5余1”的数,有6,11,16,21,26,31,36,… 在上面的数中,再找满足“除以7余3”的数,可以找到31。同时满足“除以5余1”、“除以7余3”的数,彼此之间相差5×7=35的倍数,有31,66,101,136,171,206,… 在上面的数中,再找满足“除以8余5”的数,可以找到101。因为101<[5,7,8]=280,所以所求的最小自然数是101。 在例1、例2中,各有三个约束条件,我们先解除两个约束条件,求只满足一个约束条件的数,然后再逐步加上第二个、第三个约束条件,最终求出了满足全部三个约束条件的数。这种先放宽条件,再逐步增加条件的解题方法,叫做逐步约束法。 例3在10000以内,除以3余2,除以7余3,除以11余4的数有几个? 解:满足“除以3余2”的数有5,8,11,14,17,20,23,… 再满足“除以7余3”的数有17,38,59,80,101,… 再满足“除以11余4”的数有59。 因为阳[3,7,11]=231,所以符合题意的数是以59为首项,公差是231的等差数列。(10000-59)÷231=43……8,所以在10000以内符合题意的数共有44个。 例4求满足除以6余3,除以8余5,除以9余6的最小自然数。 分析与解:如果给所求的自然数加3,所得数能同时被6,8,9整除,所以这个自然数是 [6,8,9]-3=72-3=69。

孙子算经《鸡兔同笼解法》

《孙子算经》中是如何解答“鸡兔同笼”问题的呢?作者:许隆阅读: 1228 时间: 2011-2-7 7:56:53 古时候,有一个小村庄,一位农民养了很多的鸡和兔子。本来养鸡养兔也没什么奇怪,但怪就怪在他把这些鸡兔养在同一个笼子里。有一天,他灵感一触,也想让别人知道他养了多少的鸡和兔,于是就在笼子前立了一个醒目的牌子,上面写着:今有鸡兔同笼,上有350头,下有940足,问鸡兔各几何? 看着这块牌子,村民们都觉得此问题好滑稽,但他们又很好奇,于是每逢路过此地,都会驻足思索一番。曾有一个很有毅力的人,想用实际行动找出答案,就站在笼前数呀数,几天过去了,有人问他“有结果了吗?”此人惘然地说:“我头也数昏了,眼前有的只是天上的星星,而没有鸡兔,不信,你也来数数吧!”看来,他的能力也就如此了,难道真的没有解决的办法? 有一天,皇帝出巡,恰巧路过此地。看到这块牌子上写的问题,皇帝也怔住了:“鸡兔同笼,共有350头,共有940足,有趣有趣。”皇帝正一边说一边思考着,也觉得深奥难解。这时,皇帝话题一转,对手下大臣道:既然这鸡兔同笼问题如此难解,那就悬赏吧。谁得到鸡兔同笼问题正确解答者,朕就赏他十两黄金。“ 悬赏一出,各地村民和有识之士蜂拥而来。他们多数是来凑热闹的,但其中也不乏想有取赏之人。有一人说,他能找出答案,待皇上问他时,他却在一个鸡一个鸡地数,象先前那个村民一样。笼里的鸡和兔是乱飞乱跳的,刚数完的这个鸡又跑到没数过的兔那边去了;刚数完的兔又跑到没数过的鸡那边去了,直数到皇上也不耐烦了,答案自然也是不了了之。好在皇上没拿他问罪,算是皇上开恩。 正在这时,突然人群中走出一位贤士,长得眉清目秀,来到皇帝面前,文绉绉地说道:“上置头,下置足,半其足,以足除头,以头除足,即得鸡兔数。” 皇帝思忖一番,答案果然如此,便拍手叫好,正准备吩咐小李子把十两黄金赏给这位贤士。 小李子正在取黄金之时,旁边就有人急切地叫道:“皇上,请稍等,我有妙法。” “什么妙法,说来听听。”皇帝兴趣大增。 “我这个方法叫做金鸡独立法”,此人自豪地说,“让所有的鸡单足着地,所有的兔前两足立起,只用后两足着地,这时,地上只有一半的足,也就是470足着地。一只鸡一足着地,一只兔两足着地,每多一足着地,就说明有一兔。这着地的470足比350头多出120只,这不就得到了兔子有120只吗?这样鸡也就是230只了。” 听到这里,皇帝失声叫道:“此法妙,此法妙!”不料,小李子凑近皇帝道:“现在有两人得出了答案,黄金该怎样赏赐呢?是不是每人平分五两呢?”

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