解决鸡兔同笼问题的策略

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  “鸡兔同笼,有20个头,54条腿,鸡、兔各有多少只?”这是北师大版五年级上册出现的“鸡兔同笼”问题。现在我围绕上例就“鸡兔同笼”问题的解答方法进行探讨。
  一、.列举法。
  1、从一开始,假设鸡1只,则兔19只,共有78条腿;假设鸡2只,则兔有18只,共76条腿;……依次类推,逐一列举,直至寻找到所求的答案。
  2、估计鸡与兔数量的可能范围,调整的幅度稍大,每次增幅为2只或5只,以减少列举的次数,快速解决问题。
  3、采用取中列举的方法,即一半是鸡一半是兔,根据实际数据的情况进行调整。如果腿多了,就说明兔只数多了,则减少兔的只数;如果腿少了,则说明兔少了,要增加兔的只数。这样可以大大缩小列举的范围。
  二、作图分析法
  作图分析法是一种比较直观的解答方法。即先画20个圆圈表示20个头,每个圆圈先画两条腿,共画40条腿,再把剩余的14条腿两条两条地逐一填完,就能很快的发现鸡兔的数量(两条腿的是鸡,四条腿的是兔)。
  三、砍足法
  “鸡兔同笼”是我国古代著名趣题之一。大约在1500年前,《孙子算经》中就记载了这个有趣的问题。书中是这样叙述的:“今有稚兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问鸡兔各几何?”这四句话的意思是:有若干只鸡兔同在一个笼子里,从上面数,有35个头;从下面数,有94只脚。求笼中各有几只鸡和兔?
  《孙子算经》上的思路是这样的:假如砍去每只鸡、每只兔一半的脚,则每只鸡就变成了“独脚鸡”,每只兔就变成了“双脚兔”。这样,(1)鸡和兔的脚的总数就由94只变成了47只;(2)如果笼子里有一只兔子,则脚的总数就比头的总数多1,依此类推。因此,脚的总只数47与总头数35的差,就是兔子的只数,即47-35=12(只)。显然,鸡的只数就是35-12=23(只)。
  可以这样理解:把总脚数除以2以后,每只鸡只剩下一只脚,每只兔剩下两只脚了,减去头数,就相当于每只鸡兔再减去一只脚,鸡脚减完了(即没有鸡了),剩下的每只兔只有一只脚,此时所剩脚数恰好等于兔子头数。
  具体计算是这样的:
  兔数:94÷2-35=12(只)
  鸡数:35-12=23(只)
  其公式为:
  兔数=总脚数÷2-头数
  鸡数=头数-兔数
  按这个方法,前边例题就可以这样计算:
  兔数:54÷2-20=7(只)
  鸡数:20-7=13(只)
  四、.假设法
  前例中,如果设想20只都是鸡,那么共有脚(2×20)只脚,比54只脚少了54-2×20=14只脚。因为将一只兔子看成一只鸡少算了4-2=2只脚(少了几个2,就是少了几只兔子),所以兔数为14÷2=7只,则鸡有20-7=13只。
  列式为
  假设全是鸡,那么共有脚数:2×20=40(条)
  比实际少的脚数:54-40=14(条)
  一只鸡比一只兔少脚数:4-2=2(条)
  兔的只数:14÷2=7(只)
  鸡的只数:20-7=13(只)
  即:(54-2×20)÷(4-2)
  公式为:兔数=(鸡兔总脚数-一只鸡脚数×总头数)÷(一只兔脚数-一只鸡脚数)
  鸡数=总头数-兔数
  或者也可以设想20只都是兔子,那么就有(4×20)只脚,比54只脚多了20×4-54=26只脚。因为将一只鸡看成一只兔子多算了4-2=2只脚(多了几个2,就是多了几只鸡),所以鸡数为26÷2=13只,则兔数为20-13=7只。
  列式为:
  假设全是兔,那么共有脚数:4×20=80(条)
  比实际多的脚数:80-54=26(条)
  一只兔比一只鸡多的脚数:4-2=2(条)
  鸡的只数:26÷2=13(只)
  鸡数:20-13=7(只),即:(4×20-54)÷(4-2)
  可以列出公式:鸡数=(一只兔脚数×总头数-鸡兔总脚数)÷(一只兔脚数-一只鸡脚数)
  兔数=总头数-鸡数
  解题时上面两个公式不必都用,用其中一个算出兔数或鸡数,再用总头数去减,就知道另一个数。
  五、方程法
  解:设兔有X只,则鸡有(20-X)只,
  兔脚共有4X只,鸡脚共有(20-X)×2只,
  根据等式“鸡脚总数 兔脚总数=鸡兔脚总数”列出方程
  4X (20-X)×2=54,
  然后解答。
  也可设鸡为X,解法类似。
  综上所述,列表法作为一种相对比较原始的解题策略,必然能够找到问题的结果,但是效率却有着很强的偶然性,调整次数的多少,取决于个体猜测的质量与调整的质量。个体调整的能力越强,获得结果越快;反之,则次数越多,速度越慢。这种策略的水平,体现了学生个体思维的灵活性、有序性和周密性,同时渗透了函数思想。作图分析法更加直观,易于掌握,但是遇到数量稍多的时候,就不是好的策略了。砍足法是《孙子算经》中记载的,技巧性比较强,但是当“脚数”不是4和2时(如自行车和三轮车的轮数是2和3),上面的计算方法就行不通,有局限性。假设法能够比较快捷的解决问题,但要明白其中的算理。方程法属于代数思想的范畴,对学生而言,比较容易思考,只要能够正确的设未知数X,就能够列出正确的方程,获得结果,但是会出现2X-4X这样小学生很难解决的问题(如设鸡为X只),因此要把脚多的设为未知数,这样便于计算,避免产生计算上的问题。
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