几道超古代数学题目 要过程 1、今有百钱买百鸡,雄鸡三文不差池. 鸡母每只值三钱,鸡雏一钱买三只. 问公、母雏各有几只? 2、今有门厅一座,不知门广高低.长竿横握使归室,争奈门狭四尺. 随即竖 …
百钱买百鸡:一道经典的超古代数学题
“今有百钱买百鸡,雄鸡三文不”实际上源自中国古代数学名著《张丘建算经》中的经典问题“百钱买百鸡”。完整的题目是:公鸡每只5文钱,母鸡每只3文钱,小鸡三只1文钱。现用100文钱买100只鸡,问公鸡、母鸡、小鸡各多少只?这是一个典型的不定方程问题,展现了古人卓越的数学智慧。题目要求找出所有可能的整数解,且需考虑小鸡数量必须是3的倍数。
解题思路与过程
首先,设公鸡数为x,母鸡数为y,小鸡数为z。根据题意可列出方程组:x + y + z = 100 (鸡的总数);5x + 3y + z/3 = 100 (钱的总数)。将第二个方程乘以3以消去分母,得到15x + 9y + z = 300。再用此式减去第一个方程,消去z,得到14x + 8y = 200,化简为7x + 4y = 100。由于鸡的数量必须是非负整数,我们需要寻找满足此式的整数解。
通过分析,y = (100 - 7x) / 4。为使y为整数,100 - 7x 必须能被4整除。经逐一尝试x的可能值(x必须为非负整数,且由于7x ≤ 100,x最大为14),可得三组有效解:x=0, y=25, z=75;x=4, y=18, z=78;x=8, y=11, z=81;x=12, y=4, z=84。这四组解均满足所有条件,体现了该问题多解性的特点。
数学意义与启示
“百钱买百鸡”问题不仅是一个算术题,更包含了方程思想、整数约束和穷举方法。它比欧洲同类问题早出现一千多年,是中国古代数学领先世界的例证。这道题要求解题者具备系统性的逻辑思维,在约束条件下寻找所有可能,对后世数学发展有深远影响。今天,它依然是启发学生探索数学之美的经典案例。
