数学家巧解应用问题

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  一、秦九韶巧解小偷偷米问题
  
  三个小偷从三个箩筐中各偷走一些米,三个箩筐原来装米量相等,事后发现,第一箩中余米1合,第二箩中余米1升4合,第三箩中余米1合.据三个小偷供认:甲用木勺从一箩里舀米,每次都舀满装入口袋;乙用木盒从第二箩里舀米装袋子,每次都舀满;丙用大碗从第三箩里舀米装袋,每次也都舀满. 经测量,木勺容量为1升9合,木盒容量为1升7合,大碗容量为1升2合.问:每个小偷各偷米多少?
  
  (注:1石 = 10斗 = 100升 = 1000合)
  南宋大数学家秦九韶的解法用现代数学语言来说就是:设表示用木勺舀米的次数,表示用木盒舀米的次数,表示用大碗舀米的次数.则依题意,得
  19 + 1 = 17 + 14 = 12 + l,
  由19 + 1 = 12 + 1,
  得19 = 12.
  ∴ = .
  因为都是整数,所以可设 = 19, = 12,则
  即
  令分别取1,2,3…直到得整数为止. 容易验证,当 = 14时, = 187.
  因此, = 168, = 187, = 266,19 = 3192,17 = 3179,12 = 3192.
  即甲偷米3石1斗9升2合,乙偷米3石1斗7升9合,丙偷米3石1斗9升2合.
  
  二、苏步青巧解行程问题
  
  甲、乙两人相距100千米,两人同时出发相向而行,甲每小时走6千米,乙每小时走4千米,几个小时后相遇?甲带着一条狗一起出发,狗每小时走10千米,碰到乙时它往甲方向跑,碰到甲时再向乙方向走,如此继续往返,这只狗一共走了多少千米?
  这是我国著名数学家苏步青教授有一次到德国去,碰到一位有名的数学家,两人一同坐电车,这位数学家即兴出给苏教授做的一道数学题. 苏教授略加思索,未等下电车,就把答案是100千米告诉了这位德国数学家.
  原来苏教授是这样想的:要求狗走了多少路程,而已经知道狗的速度为每小时走10千米,只要知道狗一共走了多少时间,就可立即得到答案了.狗与甲同时出发,同时停止,甲走的时间就是狗走的时间.甲、乙两人从出发到相遇,共需要100÷(6 + 4) = 10(小时),所以狗走的路程是10×10 = 100(千米).
  
  三、波利亚巧解鸡兔同笼问题
  
  今有鸡兔若干,它们共有50个头和140只脚,问鸡兔各有多少只?
  美国数学大师G·波利亚的解法非常巧妙!
  假设出现下面的奇特现象,所有的鸡都抬起一只脚,所有的兔只用后脚站立.显然,此时鸡的脚数与头数相等,而兔的脚数是头数的两倍,脚的总数为原来脚数的一半,所以现在脚的总数70减去头数50所得的差即为兔的数目,从而鸡的数目为30.
  四、欧拉巧解驴和骡问题
  驴和骡肩并肩地在街上走,各自都驮着几个包裹,驴抱怨主人给他的担子太重,骡却说:“老兄,你的负担并不算重!你瞧,假如从你背上拿一个包裹给我,我的负担就是你的两倍;假如你从我背上取走一只包裹,你的负担也不过和我相同.”假定每个包裹重量相等.试问驴和骡各驮着几个包裹?
  瑞士著名数学家欧拉是这样解的:设驴和骡各驮个包裹,则
  解之得
  
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