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小學數學經典詩題講解百例之九十一

2008-09-04 13:16:10      下載試卷

 

  (依據:《孫子問題》;編詩:陳鋼)

  有物不知數,讓我數一數;

  三個三個數,剩二好孤獨;

  五五數剩三,七七又二單;

  此物多少數,誰能說清楚?

  【解說】這是依據《孫子算經》上有名的“孫子問題”(又稱“物不知數題”)編寫而成的。原來的題目是:

  “今有物不知其數,三三數之剩二,五五數之剩三,七七數之剩二。問物幾何?”

  用通俗的話來說,題目的意思就是

  有一些物品,不知道有多少個,只知道將它們三個三個地數,會剩下2個;五個五個地數,會剩下3個;七個七個地數,也會剩下2個。這些物品的數量至少是多少個?

  (注:詩題及題目原文都無“至少”二字,但“孫子問題”都是些求“最少”或者求“至少”的問題,否則就會有無數多個答案。所以,解釋題目意思時,在語句中加上了“至少”二字。)

  《孫子算經》解這道題目的“術文”和答案是:

  “三三數之剩二,置一百四十;五五數之剩三,置六十三;七七數之剩二,置三十。并之,得二百三十三,以二百十減之,即得。”“答曰:二十三。”

  這些話是什么意思呢?用通俗的話來說,就是:

  先求被3除余2,并能同時被57整除的數,這樣的數最小是140

  再求被5除余3,并能同時被37整除的數,這樣的數最小是63

  然后求被7除余2,并能同時被35整除的數,這樣的數最小是30

  于是,由1406330=233,得到的233就是一個所要求得的數。但這個數并不是最小的。

  再用求得的“233”減去或者加上357的最小公倍數“105”的倍數,就得到許許多多這樣的數:

  {23128233338443,…}

  從而可知,23128233338443、…都是這一道題目的解,而其中最小的解是23

  答:這些物品的數目至少是23個。

  需要指出的是,在《孫子算經》上,有一段關于這類題目的解題“術文”:

  “凡三三數之剩一則置七十,五五數之剩一則置二十一,七七數之剩一則置十五,一百六以上以一百五減之,即得。”

  (注:古稱“106”和“105”為“一百六”和“一百五”,而稱“160”和“150”為“一百六十”和“一百五十”。所以,這里的“一百六”和“一百五”分別指“106”和“105”,而不是“160”和“150”。)

  明代著名的大數學家程大位,在他所著的《算法統宗》中,對于這種解一般“孫子問題”的方法,還編出了四句歌訣,名曰《孫子歌》:

  三人同行七十稀,

  五樹梅花廿一枝;

  七子團圓正半月,

  除百零五便得知。

  歌中的“廿”,讀音與“念”音相同。“廿”即二十的意思。

  這一歌訣的“詩意”,我們可以不去理會,只需注意它的數字就行了。歌訣中的每一句話,都指出了一步解題方法:

  “三(3)人同行七十(70)稀”——是說除以3所得的余數,要用“70”去乘它;

  “五(5)樹梅花廿一(21)枝”——是說除以5所得的余數,要用“21”去乘它;

  “七(7)子團圓正半月(15)”——“半月”是一個月30天的一半,即15日,這是說,除以 7所得的余數,要用“ 15”去乘它;

  “除百零五(105)便得知”——這是說要把上面所乘得的三個數相加,加得的和如果大于105,便應減去105,或者減去105的倍數。這也就是《孫子算經》上的“一百六(106)以上,以一百五(105)減之”。這樣得出的差,便是所要求的這個最小的未知數了。

  運用這一歌訣來解答這道“物不知數”問題,便是

  2×70+3×21+2×15=140+63+30=233

  233-105-105=23(答略)

  不過,用這種方法解這類問題,有它的局限性,它只能解答用357作除數的題目,遇到用其他數作除數的算題,它就行不通了。這一點必須引起我們的注意。

  這種“物不知數(孫子)問題”,在我國古代流傳的算法名稱很多。宋朝周宓稱它為“鬼谷算”、“隔墻算”(之所以稱“鬼谷算”,大概是因為它與傳說中的哲學家鬼谷子有某些關系);13世紀的大數學家楊輝則稱它為“剪管術”。南宋數學家秦九韶將它推廣,并又發現一種算法,稱它為“大衍求一術”。它被傳入西方后,外國人又稱它為“中國剩余定理”。但是大多數人較為通俗的叫法,還是稱它為“韓信點兵”(也有稱“秦王暗點兵”的)。傳說我國漢朝的大將韓信,計算士兵數目的方法十分特別,他不是五個五個或十個十個地數,也不要士兵“一、二、三、四、五……”地報數,而是叫他們排起隊伍,依次在他面前列隊行進:先是一排三人,再是一排五人,然后是一排七人。他只將三次所余的士兵記下來,就知道了士兵的總數。他旁邊的人見他并沒有數士兵的數目,有時甚至還閉上了眼睛,而居然知道士兵的總數,都感到十分驚奇。所以,后人就把這種算法稱為“韓信點兵”了。“韓信點兵問題”在數學史上,是個極有名的問題。西洋人直到18世紀才被瑞士數學家歐拉發現這一問題的解題規律。只拿我國南宋秦九韶的研究與他們相比,他們也晚了五百年左右的時間。

  【思考、練習】

  1.有一道用詩的形式表達的謎題(陳邦新整理)是:

  花生若干粒,三數即余一;

  五數無剩余,七數余三粒。

  你能猜出得數是多少粒嗎?(答案:10粒)

  2.有一道民間詩題如下(陳邦新整理):

  秦皇暗點衛隊兵,三三數來余二名;

  五數七數都余一,衛隊共是多少人?

  請仿照上面的方法解出這道題目。(答案:71人)

  3.有總數不滿五十人的一隊士兵,“一至三報數”,最后一人報“一”;“一至五報數”,最后一人報“二”;“一至七報數”,最后一人也報“二”。這隊士兵有多少人?(答案:37人)

  4.用三輪小貨車運一批糧食,每次運7袋,最后余下2

  袋;每次運8袋,最后余下3袋;每次運9袋,最后余下1袋。這批糧食至少有多少袋?(答案:163袋)

  5.有一個數,被5除余2,被7除余6,被11除余9。那么這個數最小是多少?(答案:97

 

    來源:小學生數學報 作者:

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