陳連玉
原題:“一百饅頭一百僧,大僧三個(gè)更無爭(zhēng)。小僧三人分一個(gè),大小和尚得幾丁?”意思是:100個(gè)和尚吃100個(gè)饅頭。大和尚1人吃3個(gè),小和尚3人吃1個(gè)。求大、小和尚各多少人。(以下簡(jiǎn)稱“題1”)
大部分教師是這樣解的:從題中信息“大和尚1人吃3個(gè),小和尚3人吃1個(gè)”,知道1個(gè)大和尚和3個(gè)小和尚一共吃4個(gè)饅頭,也就是說4個(gè)饅頭正好分給1個(gè)大和尚和3個(gè)小和尚。所以我們可以把100個(gè)饅頭每4個(gè)分成一組,一共可以分成100÷4=25組,而100個(gè)和尚也正好分成這樣的25組。在每組中有1個(gè)大和尚和3個(gè)小和尚,這樣就可知大和尚有25人,小和尚有75人。這就是用分組法解答“雞兔同籠”一類的具體問題。
如果用“雞兔同籠”問題的常用解法,即用假設(shè)法來解答,我們可以這樣解答:假如全部是大和尚,那么就會(huì)吃掉100×3=300個(gè)饅頭,這樣就多吃300-100=200個(gè)饅頭。而把3個(gè)小和尚當(dāng)作3個(gè)大和尚,就會(huì)多吃3×3-1=8個(gè)饅頭,多吃8×2個(gè)饅頭就是把3×2個(gè)小和尚當(dāng)成3×2個(gè)大和尚了,多吃8x3個(gè)饅頭就是把3×3個(gè)小和尚當(dāng)成3×3個(gè)大和尚了……所以小和尚是200÷8×3=75個(gè),大和尚是25個(gè)。
顯然,分組法解答本題是最省事,學(xué)生也最容易理解的方法。不過,題目中有這樣的信息:大、小和尚數(shù)是成比例關(guān)系的(從人數(shù)和饅頭數(shù)都可以分成25組可知),即是可以分成組,分成1個(gè)大和尚帶3個(gè)小和尚的小組,也就是1個(gè)大和尚和3個(gè)小和尚,2個(gè)大和尚和6個(gè)小和尚這樣搭配成組的情況。
但如果大、小和尚數(shù)不成比例的話,用該分組法就解答不出了。我們不妨設(shè)計(jì)一個(gè)題2——百僧吃九十二饃:100個(gè)和尚吃92個(gè)饅頭。大和尚1人吃3個(gè),小和尚3人吃1個(gè)。求大、小和尚各多少人。
如果我們不仔細(xì)分析,一開始就用分組法來解答的話:92個(gè)饅頭可以分成92÷(3+1)=23組,因此大和尚有23個(gè),小和尚有100-23=77個(gè)。
我們馬上就會(huì)發(fā)現(xiàn),小和尚數(shù)目不對(duì),不是3的倍數(shù),為什么呢?這就回到題1——百僧吃百饃這問題的特殊性,饃跟和尚都是剛好可以分成25組,即他們是成比例的。而我們看題2,和尚可以分成100:-4=25組,但是92個(gè)饃只能分成92÷4=23組,可見他們是不成比例的,所以本題用假設(shè)法求解才對(duì)。用假設(shè)法我們可以這樣解答:假如全部是大和尚,那么就會(huì)吃掉100×3=300個(gè)饅頭,這樣就多吃300-92=208個(gè)饅頭。而把3個(gè)小和尚當(dāng)作3個(gè)大和尚,就會(huì)多吃3×3-1=8個(gè)饅頭,也就是每多出8個(gè)饅頭就是把3個(gè)小和尚當(dāng)成3個(gè)大和尚了,所以小和尚是208÷8×3=78個(gè),大和尚是22個(gè)。
如果我們把題2改造成一個(gè)成比例的數(shù)字關(guān)系,出題3:假如我們學(xué)校四年級(jí)45個(gè)師生開展植樹比賽,教師1人可以植樹3棵,學(xué)生2人可以植樹l棵,共植樹60棵,求教師、學(xué)生各多少人。
此時(shí),因?yàn)閹熒纸M數(shù)為45÷(1+2)=15組,和種植的樹的分組數(shù)60÷(3+1)=15組是相同的,即師生數(shù)是成比例的,所以用分組法解答本題是最快捷的,即教師15人,學(xué)生30人。而該題用假設(shè)法解答就較費(fèi)事:假如全部是教師,那么就可以植樹45×3=135棵,這樣就多出135-60=75棵。把2個(gè)學(xué)生當(dāng)作2個(gè)教師,每次就會(huì)多出3×2-1=5棵,也就是每多出5棵樹就是把2個(gè)學(xué)生當(dāng)成2個(gè)教師了,所以學(xué)生是75+5x2=30個(gè),教師是45-30=15個(gè)。
筆者在這里研究不成比例的數(shù)量關(guān)系,即題2的這種情況,在正常授課時(shí)是不一定要拓展的。教師們講解“百僧吃百饃”的問題時(shí),需注意其中的“成比例”(分組數(shù)相同)問題。教師是有必要了解到這一點(diǎn)的,否則,所提供的分組法就還有邏輯上的缺陷。