【校園冷知識13】經典的「雞兔同籠」,原來是這個朝代的數學題!

你能想像嗎?你可能和1,600年前的中國古人一樣都算過「雞兔同籠」!數感實驗室創辦人賴以威娓娓道來中國古代數學試題的趣味和解法。轉換個角度,或許這些數學不再那麼令人頭痛。

雞兔同籠題目、公式、解法一次看。插圖|施雲心

雞兔同籠題目、公式、解法一次看。插圖|施雲心

本文重點摘要

不少學生可能都遇過「雞兔同籠」這道題目:

「籠子裡只有雞和兔,牠們一共有OO個頭、OOO隻腳,請問籠子裡各有幾隻雞和兔?」

國中小常見的雞兔同籠題目,歷史已有上千年!

題目測驗孩子們的代數概念,解題方式有多種,最常用的是國中七年級學的二元一次方程式,但在國小高年級階段也有學校老師會出這一題,鼓勵學生透過大膽的假設再修正,解這題千百年來流傳的經典數學習題。

「雞兔同籠」的歷史至少已經有上千年!?你沒看錯!生活數學推廣平台「數感實驗室」創辦人、台灣師範大學電機系副教授賴以威介紹,「雞兔同籠」這道命題最早出現在《孫子算經》這本中國重要的數學著作

賴以威表示,雖然《孫子算經》作者成書和編寫年份不詳,目前有學者推估落在中國南北朝時期、西元4世紀,也就是約在1,600年前左右。《孫子算經》裡是這樣寫這道「雞兔同籠」命題:「今有雉、兔同籠,上有三十五頭,下九十四足。問雉、兔各幾何?答曰:雉二十三。兔一十二。」

「雞兔同籠」怎麼解?國小、國中公式解法一次看

賴以威示範兩種解題方式:

  • 解法一:中學生的二元一次方程式

假設雞總共有X隻,兔子總共有Y隻,所以籠子裡的總數為 X+Y=35(隻)。又,每一隻雞有2隻腳,每一隻兔子有4隻腳,總共籠子裡雞和兔子的腳共有 2X+4Y=94(隻腳),將其運算得知,23隻雞和12隻兔子。

  • 解法二:小學生可以適用的的推論

假設35隻都是雞,則有70隻腳。但全部有94支腳,顯然有一些是兔子。1隻雞換成兔子會多2隻腳。總共缺了94-70=24(隻腳),所以有24/2=12(隻兔子)。驗算一下,12X4+23X2=48+46=94(隻雞和兔子)。

賴以威說明,上述解法一是標準的國中數學思考方式,後者解法二則是小學生也能理解的方式。前者雖然數學比較難,可列式跟運算都很「自動化」,後者則需要更多的思考推理。(看更多:年齡、雞兔、和差3大數學經典題,國中小解法大不同

賴以威表示,有別於西方將數學抽象化,中國古代經典數學著作無論是《孫子算經》,或是《九章算術》,都可以看見作者將數學知識應用在不同的日常情境,譬如,農作、買賣、生產、軍事等。即便有人製作梗圖嘲弄「數學課本有五大奇人」,其一就是把雞與兔子關在同個籠子的農夫。

數學課本5大奇人

網路流傳笑話,數學課本有5大奇人:「分工明確、默契十足的甲乙工人」、「走路上學,先出門等弟弟從後門追上來的哥哥」、「同時灌水進去、放水出來的瘋狂游泳池管理員」、「把雞和兔子關在同個籠子的變態農夫」以及「總是把墨水滴在考卷上的學生」。翻攝自Dcard (https://www.dcard.tw/f/meme/p/235039360)

不過,著有《數感小學冒險系列》、《賴爸爸的數學實驗》的賴以威強調,「雞兔同籠」背後的數學知識和推理思考,依舊可以套用在現在的情境。譬如,看到工廠滿地的輪胎和腳踏墊,推估現場可以生產幾輛單車等。

賴以威建議,師生若面對這類有些不合時宜的古老題型,不妨可以一起思考、討論什麼樣的情境可以讓這道命題背後的知識概念、推理思考,更加吻合現代?再者,賴以威也鼓勵學生,不妨將《孫子算經》裡的數學文言文題目,當作是另一種應用文閱讀素材。透過中國古代的數學習題穿越時空,欣賞古人的數學之美,說不定就會認為數學變得更有趣了!

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陳盈螢 陳盈螢

陳盈螢

親子天下記者

教育線記者。報導教育趨勢、教學策略、人物故事,並樂於跨域交流,盼能在媒體寒冬之中,尋得與世界對話、取得信任的那道光。

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