用假设方法解决“鸡兔同笼”问题

期刊: 素质教育 DOI: PDF下载

何晓嫩

长春五十二中赫行实验学校小学部 吉林长春 130031

摘要

本文详细阐述了利用假设方法解决“鸡兔同笼”问题的多种策略。通过设定不同的初始假设条件,如全部为鸡、全部为兔或假设鸡兔数量相等,结合题目给出的总头数和总脚数信息,运用逻辑推理和简单的代数运算,逐步调整假设以逼近真实情况,最终得出鸡和兔的确切数量。这些方法不仅简化了问题解决的复杂度,还培养了学生的逻辑思维能力和代数运算能力。


关键词

鸡兔同笼;假设法;逻辑推理;代数运算;解题方法

正文


引言

“鸡兔同笼”问题是中国古代数学的一个经典课题,它一直以来都以自己特有的魅力引起了无数学者与同学们的关注。该问题通过给定的有限信息(总头数和总脚数),要求求解出两种不同对象的数量,是锻炼学生逻辑思维和代数运算能力的好题目。基于此,本文拟介绍一些用假设方法解“鸡兔同笼”题的解题思路,以帮助同学们加深对这一经典题目的理解与把握。

一、全部为鸡假设法

“鸡兔同笼”题时,全部为鸡假设法既直观又容易理解,尤其适用于小学学生。这一办法的中心是:先假定笼中的动物均为鸡,也就是每个动物只有两只脚。其次,在此假设基础上计算出总脚数并将其与题中所给实际脚数作对比,以此推断兔子是否存在及数量[1]

例如在鸡兔同笼中,从头部开始数总共有35个头,而从底部开始则有94只脚。我们需要查出笼中有多少只鸡、兔。

解题步骤

设定假设:我们假定笼中的动物全部为鸡,也就是说一共35只,则足的总数量为35×2=70只。

对比和发现:标题告诉我们,实际脚数为94脚,多了24脚,而我们假定70脚。24只脚为什么会出现在这里?很明显,因为我们错把部分兔子也看成鸡。

推理分析:我们知道每个兔子的脚其实都是四只,比一只鸡的脚多出两只。因此,多了24只脚说明存在12兔子,我们要错把它们当成鸡。

解决鸡数问题:现在我们知道了十二只兔子,则鸡数为总头数减兔子数,也就是

3512=23只。

验证答案:最后就能证实自己的回答是对的。鸡23只

23 × 2 = 46

23×2等于46只脚,其中有12只兔子

12× 4 = 48

12×4等同于48只脚,当你将它们加在一起时,正好是这样

46 + 48 = 94

46加48=94脚,符合题给脚数。

通过这种全部为鸡假设法,学生们不仅能够掌握解决“鸡兔同笼”问题的一种方法,还能在解题过程中锻炼他们的逻辑推理能力和代数运算能力。

二、全部为兔假设法

和全是鸡假设法不同,全是兔假设法是假定笼中的动物全是兔,也就是说每个动物有四只脚。这一策略也同样适合小学学生,它为学生提供了一个独特的思维视角,助力他们从不同的角度去解读问题[2]

继续用前面的案例,笼中有35个头、94只脚,大家要想好鸡数、兔数。

解题步骤

设定假设:这一次我们假定笼中动物全部为兔,也就是说一共35只兔,则总脚数为35×4=140只。

通过对比和发现:题中所给实际脚数为94脚,显然少于我们所假定的140脚。这一差距何以形成?究其原因,就是我们错把鸡的那部分也算为兔子。

推理分析:实际上,每只鸡只有2只脚,这比兔子少了2只。因此,这个少计算了,则

140 - 94 = 46

14094=46脚表示存在46÷2= 23只鸡,我们要错把它当成兔子。

解兔子数:现在我们知道了23只兔子,则兔子数等于总头数减鸡数,也就是

3523=12只

验证答案:同样,也可核实回答的正确性。鸡23只

23 ×2 = 46

23×2等于46只脚,其中有12只兔子

12× 4 = 48

12×4等于48只脚,加在一起还是94只脚。

都是兔假设法给学生提供了解题的又一途径,使其学会多角度地观察问题,发展灵活性与创新思维。同时,教师还可鼓励学生根据自己的学习想法和解题技巧开展多样化学习,与其他同学紧密互动和沟通,寻求最佳解题方式,促进学生学习能力的提升。

三、平均脚数假设法

平均脚数假设法是一种更为抽象的解题方法,它要求学生能够理解并应用平均数的概念。尽管这一方式对小学生而言可能会存在一定困难,但是却有助于学生更加深刻地认识问题实质,为其今后研究更为复杂的数学问题奠定基础[3]。所以在解题过程中应该注意平均脚数、假设法等方法的科学运用,然后根据题意找出关键的解题突破口,这样才能让整个解题过程更加条理清晰。

以先前的实例来看,这个笼子里有35个头和94只脚。

解题步骤

设定假设:这一次我们并没有直接假定全部动物为鸡和兔,而只是假定动物的脚数为平均值。既然鸡的脚是两只,兔子的脚是四只,那么我们就可以首先假定它的平均脚数是三只

(2+4)/2=3

在计算假设的总脚数时,我们依据总头数35和假设的平均脚数3来确定假设的总脚数

35×3=105只。

对比和调整:但是,题中所给实际脚数为94脚,少于我们所设想的105脚。这一缺口表明我们对平均脚数的假设偏高,这是因为笼中鸡数比较多而拉低总体平均脚数。

逐步调整:要寻找实际平均脚数就必须循序渐进地对假设进行调整。由于每多一只鸡(少一只兔子),总脚数就会减少2只,因此我们可以通过减少平均脚数(也就是提高鸡数和降低兔子数)来逼近真实的脚数。在这一过程中也许会有些尝试和失误,但是经过不断地调整就会发现脚数在94附近。

关于具体数量的求解:尽管平均脚数的假设并没有直接提供鸡和兔的确切数量,但它确实有助于我们减少搜索的范围。在实际操作中,我们可能会结合其他方法(如试错法、画图法等)来最终确定鸡和兔的数量。在这个例子中,我们可以先尝试一些可能的组合(如20鸡15兔、21鸡14兔等),直到找到满足条件的组合为止。

应该看到,平均脚数假设法对小学生而言可能比较抽象、繁杂,所以教学时可适度地进行指导,使他们循序渐进地了解和掌握此法。同时,也可以结合其他更直观的方法进行教学,以便学生能够更全面地掌握解决“鸡兔同笼”问题的技巧,通过平均脚数假设法的引导,综合运用试错或者画图等辅助工具,可以使学生深刻地认识到通过调节动物种类比例来搭配实际脚数,其实质就是探究和认识问题的实质。这种方法的掌握,不仅提升了他们的数学思维能力,也培养了他们在面对复杂问题时寻找解决方案的耐心与毅力。

结束语

综上所述,通过对以上几种假设方法进行介绍可以看出,用假设法求解“鸡兔同笼”这一难题是灵活而又行之有效的策略之一。不同假设条件能指导我们循着不同思路去思考、去解决,以发展逻辑思维能力、代数运算能力。教师在实践中可根据学生实际情况与认知水平,选择恰当的解题方法开展教学。

参考文献

[1]李义杰.在“鸡兔同笼”问题中凸显“结构”的力量[J].小学教学研究,2023,(09):89-90+96.

[2]张惠津.小学数学精准教学探析——以《鸡兔同笼》为例[J].福建教育,2022,(35):48-49.

[3]金雪凤.降低起点拉长过程人人得法——《鸡兔同笼》教学实录与思考[J].小学教学设计,2020,(32):37-39.


...


阅读全文