理论教育 趣味代数学:解割草方程

趣味代数学:解割草方程

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:著名文学家托尔斯泰曾经提到过这样的一个问题:题:有一队农夫去割草,他们需要割完两块草地上的草,大块草地的面积是小块草地的两倍。也就是说,一个人一天割完草地的,当天割的总数是,由此可知,全队共有8 个人。等到我和托尔斯泰讨论这道题的时候,他已经是一个老者了。

趣味代数学:解割草方程

著名文学家托尔斯泰曾经提到过这样的一个问题:

题:有一队农夫去割草(图2-3),他们需要割完两块草地上的草,大块草地的面积是小块草地的两倍。前半天,大家都在大块的草地上割草。后来,一队农夫平均分成了两部分:一半人在原来的大块草地上割草,天黑时正好割完;另一半人去小块的草地上割草,天黑时剩下一小部分,第二天一个人去割草,一天的时间正好割完。

图2-3

请问:这队农夫有多少人?

解:设这队割草的农夫有x 人,每个人每天割草的面积是y。

用x 和y 表示大块草地的面积,x 个人半天所割草地的面积是:

剩余的部分是一半的人用半天的时间割完的,所以剩余的面积是:

因为一天正好割完整片草地,所以草地的面积为:

接下来,用x 和y 表示小块草地的面积。一半的人割了半天,所割的面积是:

剩下的面积一个人一天正好可以割完,面积是y。所以,小块草地的总面积是:(www.daowen.com)

因为大块草地的面积是小块草地的两倍,可以得出:

方程两边同时除以,得到:

3x=2x+8

由此得知,x=8。

《趣味代数学》这本书刚出版不久,青格尔教授给我写了一封信,里面提到了这道题。他觉得,这道题的意义是:“它是一道简单的算术题,而不是一道代数题,难就难在它出现的形式,有别于通常的刻板形式。”

在信中,青格尔教授还说:“这道题是怎么来的呢?当时,我父亲和舅舅伊·拉耶夫斯基(列夫·托尔斯泰的密友)同时就读于莫斯科大学的数学系。在他们所学的课程中,有一门课类似于教学法,学生们需要去指定的市立民众中学学习相应的知识。我父亲和舅舅有一个叫彼得罗夫的同学,他喜欢研究算术学,经常有自己的独到见解。他觉得,算术课上的习题都是模式化的,解题的方法也是模式化的,对学生有百害而无一利。为了打破传统模式的桎梏,他自己发明了一套习题。由于这套习题太灵活,难倒了那些‘具有丰富经验的优秀教师们’。但是,那些头脑灵活的学生很容易就解出了这些习题。前面,我所提到的计算割草人数的这道题,就是其中的一个。借助方程,有经验的老师自然能解出这道题,他们却忽略了最简单的算术解法。”

其实,解这道题非常简单,没有必要列方程求解。

由于大块草地全队人割半天,半队人再割半天就可以割完,显然,半队人马半天割完草地的。那么,小块草地剩下的部分就是。也就是说,一个人一天割完草地的,当天割的总数是,由此可知,全队共有8 个人。

这道题是托尔斯泰当学生的时候,从我父亲那里听说的。后来,托尔斯泰一直很喜欢这类的题,既有趣又不难。等到我和托尔斯泰讨论这道题的时候,他已经是一个老者了。他发现,这道题通过画图(图2-4)会更清晰、更明了。

图2-4

接下来的几道题,用算术解比用方程解要简单得多。

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