吳強(qiáng)
方程這個(gè)名詞,最早見于我國(guó)古代算書《九章算術(shù)》. 《九章算術(shù)》是在我國(guó)東漢初年編定的一部現(xiàn)有傳本的、最古老的中國(guó)數(shù)學(xué)經(jīng)典著作. 書中收集了246個(gè)應(yīng)用問題和其他問題的解法,分為九章,“方程”是其中的一章.
1. 雞兔同籠問題
雞兔同籠是中國(guó)古代的數(shù)學(xué)名題之一. 大約在1 500年前,《孫子算經(jīng)》中就記載了這個(gè)有趣的問題. 書中是這樣敘述的:“今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足,問雉兔各幾何?”這四句話的意思是:有若干只雞、兔同在一個(gè)籠子里,從上面數(shù),有35個(gè)頭,從下面數(shù),有94只腳. 問籠中各有幾只雞和兔?
【分析】 這個(gè)問題中數(shù)量之間有這樣的相等關(guān)系:雞頭的數(shù)量+兔頭的數(shù)量=35,雞腳的數(shù)量+兔腳的數(shù)量=94.
我們可以用一個(gè)相等關(guān)系設(shè)未知數(shù),另一個(gè)相等關(guān)系建立方程.
解:設(shè)雞的數(shù)量是x只,則兔子的數(shù)量是(35-x)只.
根據(jù)題意得,2x+4(35-x)=94.
解之得,x=23.
35-x=12.
答:籠中雞有23只,兔子有12只.
2. 寶塔裝燈問題
我國(guó)明代數(shù)學(xué)家吳敬所著的《九章算術(shù)比類大全》中,有一道數(shù)學(xué)名題叫“寶塔裝燈”,內(nèi)容為:遠(yuǎn)望巍巍塔七層,紅燈點(diǎn)點(diǎn)倍加增;共燈三百八十一,請(qǐng)問頂層幾盞燈?(倍加增指從塔的頂層到底層).
【分析】根據(jù)題意,設(shè)頂層的紅燈有x盞,則第二層有2x盞,依次第三層有4x盞,第四層有8x盞,第五層有16x盞,第六層有32x盞,第七層有64x盞,總共381盞,列出方程,解方程即可得解.
解:設(shè)頂層的紅燈有x盞.
由題意得:
x+2x+4x+8x+16x+32x+64x=381
127x=381
x=3.
答:塔的頂層有3盞燈.
3. 良馬駑馬問題
元代朱世杰所著《算學(xué)啟蒙》里有這樣一道題:“良馬日行兩百四十里,駑馬日行一百五十里,駑馬先行一十二日,問良馬幾何追及之?”
【分析】根據(jù)題意,駑馬先行一十二日,則駑馬先行了1 800里,這個(gè)問題中數(shù)量之間有這樣的相等關(guān)系:駑馬跑的路程+1 800里=良馬跑的路程.
解:設(shè)良馬x天能追上駑馬.
根據(jù)題意得,150x+1 800=240x.
解之得,x=20.
答:良馬20天可以追上駑馬.
4. 丟番圖的墓志銘
希臘數(shù)學(xué)家丟番圖(公元3-4世紀(jì))被認(rèn)為是代數(shù)學(xué)的鼻祖,但人們對(duì)于丟番圖的生平知道得非常少,歷史上甚至沒有一本正式的著作里留下他完整的生平介紹. 他唯一的簡(jiǎn)歷是從《希臘詩文集》中找到的. 這是由麥特羅爾寫的丟番圖的“墓志銘”. “墓志銘”是用詩歌形式寫成的:“過路的人,這兒埋葬著丟番圖. 他一生的六分之一是幸福的童年,十二分之一是無憂無慮的少年. 再過去七分之一的年程,他建立了幸福的家庭. 五年后兒子出生,不料兒子竟先其父四年而終,只活到父親歲數(shù)的一半. 晚年喪子老人真可憐,悲痛之中度過了風(fēng)燭殘年. ”根據(jù)以上信息,請(qǐng)你算出:(1) 丟番圖的壽命. (2) 丟番圖開始當(dāng)爸爸時(shí)的年齡.(3) 兒子死時(shí)丟番圖的年齡.
【分析】 根據(jù)題意,只要知道丟番圖的壽命,其他的年份都可以通過他的壽命算出來.
解:設(shè)丟番圖的壽命是x歲.
根據(jù)題意得,+++5++4=x.
解之得,x=84.
+++5=38.
84-4=80.
答:丟番圖的壽命是84歲,丟番圖當(dāng)爸爸時(shí)是38歲,兒子死時(shí)丟番圖80歲.
我國(guó)古代數(shù)學(xué)家劉徽注釋《九章算術(shù)》說:“程,課程也. 二物者二程,三物者三程,皆如物數(shù)程之,并列為行,故謂之方程.”這里所謂“如物數(shù)程之”,是指有幾個(gè)未知數(shù)就必須列出幾個(gè)等式. 一次方程組各未知數(shù)的系數(shù)用算籌表示時(shí)好比方陣,所以叫做方程. 方程這個(gè)概念在《九章算術(shù)》中的“方程”章最早出現(xiàn). 其中解方程組的方法,不但是我國(guó)古代數(shù)學(xué)中的偉大成就,也是世界數(shù)學(xué)史上一份非常寶貴的遺產(chǎn). 這一成就進(jìn)一步證明:中華民族是一個(gè)充滿智慧和才干的偉大民族.
(作者單位:江蘇省常州外國(guó)語學(xué)校)