理论教育 趣味代数学:牛吃草及家庭教师的故事

趣味代数学:牛吃草及家庭教师的故事

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:请问:要想96 天吃完这片草地上的草,需要多少头牛。图2-5这是契诃夫的著作《家庭教师》中的故事情节。一位家庭教师辅导一个中学生,给学生出了这道题。

趣味代数学:牛吃草及家庭教师的故事

牛顿在《普遍算术》一书中说:“学习数学知识的时候,做题比死记规律有用得多。”因此,他在阐述理论的时候,总会举例来说明。其中,有一类题是根据“牛吃草的问题”衍生出来的。

题:有一片茂密的草地,青草长得又绿又快。已知,70 头牛用24 天的时间可以吃完这片草地上的草,30 头牛用60 天可以吃完(图2-5)。请问:要想96 天吃完这片草地上的草,需要多少头牛。

图2-5

这是契诃夫的著作《家庭教师》中的故事情节。一位家庭教师辅导一个中学生,给学生出了这道题。结果,这个学生向两个成年亲戚请教,他们考虑了好长时间,也没有解出来。

其中一个亲戚说:“70 头牛用24 天的时间可以吃完这片草地,多少头牛96 天可以吃完呢?当然是70 头牛的,即头牛。但是,这太荒谬了,有半头的牛吗?第二个条件是,30 头牛要用60 天的时间可以吃完,多少头牛96 天可以吃完这片草地上的草呢?答案是:18头牛。天啊,这是什么烂题!还有,既然70 头牛用24 天可以吃完,那30 头牛用56 天就吃完了,怎么会是题中的60 天呢?”

“你忘了,草一直在生长,这是一个不可忽略的条件。”另一个亲戚说。

这句话很对,如果忘了这个条件,不仅解不出题,就连题中的已知条件都是相互矛盾的。

那么,这道题的正确答案是什么呢?

解:设需要x 头牛,每天新长出的草量是y,那么,24 天长出的草量就是24y;假设草场上原来的草量是1,那么,24 天里70 头牛吃掉的草量是1+24y;这群牛一天吃掉的草量是:

一头牛一天吃掉的草量是:

以此类推,由于30头牛60天可以吃完草场上的草,所以一头牛一天可以吃掉:(www.daowen.com)

两群牛中的每一头牛一天吃的草量应该一样多,所以

解方程得:

因为y 是每天长出的草量在原来总草量中所占的比例,那么,一头牛一天吃掉的草量与原来总草量之比为:

最后,列出方程:

解方程得:

x=20

所以,20 头牛96 天可以吃完这片草地上的草。

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