鸡兔问题

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鸡兔问题
鸡兔问题是另一类有名的中国古算题。这一类问题看起来和上一节的问题不同,但问题中同样有几个条件要你同时满足,这往往很难一次完成。这里我们遇到的问题实质上与上一节的问题很有些相似,因而那里的方法仍然是有用的。先看下面的简单例子。1鸡兔同笼,共有头115只,足316只,求鸡兔各有多少只?
这个题中有“头115只”及“足316只”这两个条件需要我们去满足。要一下子找出鸡及兔的正确数目使上述两条件满足,是不容易的。但我们总可以先满足其中一个条件,比如可以假设头恰有115只。我们要在条件“头115只”已满足的情况下适当调整鸡与兔的数量,逐步让第二个条件“足316只”也得到满足。
现已固定鸡兔共115只,下面可对其中一种动物的头数作出某种假设。由于是“假设”,因而与实际数字很可能有差别,这就需要进行调整。既然第一次假设不大可能与实际相符,我们就干脆作最极端的假设:设这115只全部是鸡(当然也可以设这115只全是兔)。115只全是鸡,足一共就有115×2=230(只,这与实际足数316相比,少了316-230=86(
为什么足数不符实际数字呢?显然是假设115只全是鸡不正确。而且足数少86只,更说明鸡的数目没有115只,即需要用一部分鸡去换兔子。
那么,在用鸡换兔子时,要根据什么原则呢?原则就是要保证不管怎么交换,总头数115绝不改变!根据这条原则,最少可以用一头鸡换一只兔,每换一次,显然总头数115不变,但足数增加了4-2=2只。为了补上86只缺少的足数,共需这样换86÷2=43次。也就是要去掉43只鸡,换成43只兔子。现在可以把上面的讨论列成下面的表:
预先固定假设调整结果
鸡数115-4372
总头数115
兔数0+4343
如果假设115只全是兔子,那么足数就有115×4=460(只),这比实际的316只多出460-316=144(只)。因此仍然要加以调整,不过这一次要去掉一些兔子,换成一些鸡。这时仍然要保证总头数115不变,因此仍应用一头兔换成一只鸡。每换一次,足数就减少4-2=2只。为了把多出的144只足去掉,需要这样交换144÷2=72次。也就是去掉72只兔子,换72只鸡。这种解法可以列成下面的表:

假设调整结果
鸡数0+7272
兔数115-7243
上两种解法都是以固定总头数115为基础的,当然我们也可以改为固定足数,即首先让“足316只”这个条件得到满足。
固定足数后,可对鸡兔数量作初步假设,然后适当加以调整。而最简单的方法是“假设316只足全是鸡足”(或假设316足全是兔足)。由此推出应有316÷2=158(只)鸡,而没有兔子。这样比实际头数115只多出158-115=43(只)。这说明316足中不能全是鸡足。于是应从158只鸡中去掉一些鸡换成兔子。
现在用鸡换兔子时应根据什么原则呢?现在应当保证总足数316只不变!根据足数不能改变这一原则,最少应当用2只鸡换1只兔子。每换一次,头数减少2-1=1。为了把多出的头数43只去掉。需要这样换43÷1=43(次)也就是要去掉43×2=86只鸡,换成43×1=43只兔,由此得到下面的表:
预先固定假设调整结果
鸡数158-8672
总头数115
兔数0+4343
如果仍固定总足数316只,但改为假设这316足全是兔足,就有316÷4=79(只)兔,而没有鸡,这比实际头数115少了115-79=36(只)。根据足数不变的原则,最少用1只兔2只鸡,于是总共应换36÷(2-1=36次,即去掉36×1=36只兔,换成36×2=72只鸡,故得如下结果:
假设调整结果
鸡数0+7272
兔数79-3643
一般说来,对同一个问题,至少有上面介绍的种种本质相同、细节上有不同的解法可供采用。当然,随着问题的不同,具体做法也可能略有不同,这也需要加以注意。

2大小和尚共有100人,大和尚每人吃3个馒头,而小和尚3个人合吃1个馒头,这样恰好吃掉100个馒头。求大、小和尚各有几人?
本题中有“共有100人”及“共有100个馒头”这两个条件要我们同时满足。这一次我们预先固定“恰好吃掉100个馒头”这个条件。
现在可以对“这100个馒头是谁吃的”作出一个假定,比如假定“这100个馒头是大和尚吃的”(或假定全是小和尚吃的)。
由于这个假定,我们得出小和尚人数为0,而大和尚有100÷3=33显然很荒谬!人数怎么可以是
(人)的结论,这
个呢?这说明“假设100个馒头全是大和尚吃的”肯定不
对,我们对此可以置之不理,继续做下去。这样在总人数上就比实际人数100人少了100-33=66
(人)。
接着要对人数进行调整,而且可以肯定的是需要去掉一些大和尚,换成一些小和尚。在应根据什么原则进行交换呢?原则是:不论怎么交换,都要保证馒头总数100不变!于是我们可以去掉一个大和尚,换成3×3=9个小和尚(因为每个大和尚吃3个馒头,而每个馒头又可供3个小和尚吃,所以一个大和尚吃的馒头和9个小和尚吃的一样多)这样每换一次,人数增加9-1=8人,于是总共应换66(个)大和尚,换成8
÷8=8(次)也就是说,一共要去掉8
×1=8
×9=75(个)小和尚,总结上述得到如下结果:预先固定
馒头总数100
大和尚数33-8

小和尚数0+7575
假设调整结果
25
注意,在解题过程中出现了象“33个人”这样不合常理的东西,这毫不奇怪,因为
你一开始假设100个馒头全是大和尚吃的,这本身就含有这种不合理的因素,这种不合理会随着后面的交换调整得到纠正。

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