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这几道古代数学题 文科生都会 理科生看完一头雾水?

时间:2022-01-12 08:18:30

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这几道古代数学题 文科生都会 理科生看完一头雾水?

前些天出了条新闻:考古学家在河南省“许昌人”遗址出土的一个小骨片上发现了经红赭石涂染的7条平行刻划直线。这件人工制品距今11万年左右,比来自南非的最古老现代人的画作早约4万年,可能是已知最早的人工刻划作品。

有专家解读说,这份骨片上的横线,可能是古代人的绘画或数学计算的痕迹。

我们都知道,古人一早就学会了结绳记事。划横线其实和结绳记事是一个道理,我们可以大胆想象一下:

一天傍晚,部落里的会计站在村口统计今日族人们的狩猎成果。第一个归来,带回来一只兔子,划一横;第二个人归来,带回来一只野猪,划一横……如此一来,就可以大致估摸当晚轰趴食物是否够吃。

在外国人的印象中,中国人的口算、心算能力要比他们高不止三个档次,或许,从老祖宗结绳记事、划横线记事这事儿开始,就已经奠定了血液中原始的数学基因。

今天,咱们就来看看古代那些强大的数学计算能手和数学题。

商高是我国古代第一位数学家,生于大约公元前十一世纪。历史上很少记录关于他的生平,大概只知道他和周公是同一时期的人。

商高

在《周髀算经》中罕见地记载了一则“周公问数”的典故:

有一天,周公对伏羲构造周天历度的事迹感到惊叹,便虚心求教商高:“我听说先生非常擅长数学,那么请教先生,这天地之间的距离怎么计算?”

商高思考了片刻,便回答说:“故折矩,以为勾广三,股修四,径隅五”。

商高这段话,简单点说就是:“数是根据圆和方的计算得来的,圆来自于方,方来自于直角三角形。当一条直角边(勾)为3,另一条直角边(股)为4,则斜边(弦)为5。”

后人根据其特性,将之命名为“勾三股四弦五”,简称“勾股定理”也叫“商高定理”。

以商高命名的勾股定理,不仅是中华民族的骄傲,还确定了东方几何学开创的“原点”,是几何学中一颗光彩夺目的明珠,被称为“几何学的基石”。

而在遥远的西方,600年之后毕达哥拉斯(Pythagoras)才出生,不过由于毕达哥拉斯最早对此进行了证明,所以后人将其归功于毕达哥拉斯。

唉,商高君,当年你怎么能忘了写证明呢?

今有雉兔同笼,

上有三十五头,

下有九十四足,

问雉兔各几何?

——《孙子算经》卷下第31题

【译文】今有鸡兔关在一个笼子里,上有头35个,下有足94只。问鸡兔各多少?

注:“鸡兔同笼”问题的模型是:“已知鸡兔头数与脚数,求鸡兔各几?”解法也多,如以兔脚为主元或以鸡脚为主元,采用算术方法或代数法等。

【解法】(算术解法之一)以兔脚为主元思考:

设想头35全是兔,则应有35×4=140只脚,这样多出了46只脚,可以用兔替换同样数目的鸡来减少脚数,每去掉一只兔(换进一只鸡)减少2只脚,需要去掉多少只兔(即换进多少鸡)才能减少46只脚?显然

有鸡46÷2=23(只)

有兔35-23=12(只)

若用数学综合式计算为:

有鸡(35×4-94)÷(4-2)=23(只)

有兔35-23=12(只)

答:鸡23只,兔12只。

当然,此题还有别的解法,欢迎数学小能手们补充。

三藏西天去取经,

一去十万八千程。

每日常行七十五,

问公几日得回程。

——梅瑴成《增删算法统宗》

【译文】唐朝的三藏前往佛教圣地去取经,走了108000里,每天平均走75里,试问唐僧一行多少日后返回来?

【解法】

108000÷75=1440(日)

所以到达西天需要1440÷360=4(年)

来回时间为2×4=8(年)

答:唐三藏取经1440日即4年后到达西天,8年后回来,忒简单!

百兔纵横走入营,

几多男女斗来争。

一人一个难拿尽,

四只三人始得停。

来往聚,闹纵横,

各人捉得往家行。

英贤如果能明算,

多少人家甚法评。

——梅瑴成《增删算法统宗》

如果说,上面几题字面意思还稍微能看懂,这题就有点考验理科生了。现在来翻译下:

有100只野兔,从四面八方跑进山野村寨,男男女女都来争捉兔子。这批兔子若1人得1只有余;若4只兔子分给3个人,则恰好分尽。围捉兔子的男女十分欢喜,高兴地喊叫着。只见每人拿着捉得的兔子往家走。聪明的人快来算一算,捉兔的男女共有多少人?

此词题若用纯数学表达:“100只兔子,1人分1只有余,3人分4只正好分尽,问有多少人?”

【解法一】若将4只兔子分为一组,则100只兔子共有100÷4=25(组),由于一组兔分给3个人,因此,25组应有25×3=75(人)。

答:共有75人。

【解法二】(古算书解法)根据题意列出综合式:

100÷4×3=75(人)

看完是不是有点想用小锤锤敲打作者的胸口?看起来如此拗口的诗词,翻译了半天,原来是这么道“眼熟”的小升初的数学题!

一求隔位六二五,

二求退位一二五,

三求一八七五记,

四求改曰二十五,

五求三一二五是,

六求两价三七五,

七求四三七五置,

八求转身变作五。

——杨辉《日用算法》

看完这首诗,是不是觉得上面那道题根本不算啥?

还是辛苦小编翻译一下好了。

【译文】1两化为0.0625斤,2两化为0.125斤,

3两化为0.1875斤,4两化为0.25斤,

5两化为0.3125斤,6两化为0.375斤,

7两化为0.4325斤,8两化为0.5斤(旧制八两为半斤)。

【解法】根据古制1斤=16两,则

1两=1÷16=0.0625(斤)

2两=2÷16=0.125(斤)

3两=3÷16=0.1875(斤)

4两=4÷16=0.25(斤)

5两=5÷16=0.3125(斤)

6两=6÷16=0.375(斤)

7两=7÷16=0.4375(斤)

8两=8÷16=0.5(斤)

【探源】这是南宋数学家杨辉为了人们快速将两化为斤的歌诀,记载在他写的《日用算法》(1262)中。称为“化零歌”。《日用算法》早已散佚,但从保存下来的杨辉自序中有“编诗括十有三首”,这里是其中一首。

之前有网友在网上发文:翻开数学教材,似乎里面只有西方大咖,中国数学家的身影从未出现过,为何?

想必看完了以上五个案例,你应该早得出答案了:因为中国古代的数学家,最后都变成了文学家!

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