“原题”
今有甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬九家共输租。甲出三十五斛,乙出四十六斛,丙出五十七斛,丁出六十八斛,戊出七十九斛,己出八十斛,庚出一百斛,辛出二百一十斛,壬出三百二十五斛。凡九家共输租一千斛,僦运直折二百斛外,问家各几何?(选自《孙子算经》1卷下)
僦(jiù),运输,也指运输费。直,价值。折,折算。
“译文”
现有甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬九家一同运送租粮。甲出35斛、乙出46斛、丙出57斛、丁出68斛、戊出79斛、己出80斛、庚出100斛、辛出210斛、壬出325斛。这九家每输租1000斛就要将其中200斛折作运费。问如此折算后每户实际输送租粮多少斛?
“单位换算”
1斛=10斗
“解答”
因为每输租1000斛,就要将其中200斛折作运费,因此九家实际输租800斛。折算到每家后,每家实际输租()×每家应输租=()×每家应输租,因此,
甲实际输租:()×35=28斛
乙实际输租:()×46=36.8斛=36斛8斗
丙实际输租:()×57=45.6斛=45斛6斗
丁实际输租:()×68=54.4斛=54斛4斗
戊实际输租:()×79=63.2斛=63斛2斗
己实际输租:()×80=64斛
庚实际输租:()×100=80斛
辛实际输租:()×210=168斛
壬实际输租:()×325=260斛
因此,甲输28斛、乙输36斛8斗、丙输45斛6斗、丁输54斛4斗、戊输送63斛2斗、己输64斛、庚80斛、辛输168斛、壬260斛。
1.四县输粟
“原题”
今有均输粟:甲县一万户,行道八日;乙县九千五百户,行道十日;丙县一万二千三百五十户,行道十三日;丁县一万二千二百户,行道二十日,各到输所。凡四县赋,当输二十五万斛,用车一万乘。欲以道里远近,户数多少,衰出之。问粟、车各几何?(选自《九章算术》)
“译文”
今按户数征收公粮,摊送粮车辆:甲县有10000户,距离收粮站要走8日;乙县有9500户,距离收粮站要走10日;丙县有12350户,距离收粮站要走13日;丁县有12200户,距离收粮站要走20日。四县应交公粮250000斛,用10000辆车来运这些粮食。如果按道路里程的远近、各县户数的多少,按比例分摊,问四县运粮、派车各多少?
“解答”
首先,应该明确,各县分派到的运粮量应与户数成正比、与道路远近成反比,也就是说,某县户数越多、距离越近,分摊到的运粮任务越多,反之同理。因此,我们需要用各县户数除以各县行路天数求出四县运粮量的比例数:
甲县:10000÷8=1250
乙县:9500÷10=950
丙县:12350÷13=950
丁县:12200÷20=610
甲县:乙县:丙县:丁县=125:95:95:61
将各县比例数合并:125 95 95 61=376
首先,求各县用车数量,用10000×()
甲县用车:10000×()≈3324辆
乙县用车:10000×()≈2527辆
丙县用车:10000×()≈2527辆
丁县用车:10000×()≈1622辆
然后,算出每车载量,250000斛÷10000车=25斛/车
甲县运粟数:25斛/车×3324车=83100斛
乙县运粟数:25斛/车×2527车=63175斛
丙县运粟数:25斛/车×2527车=63175斛
丁县运粟数:25斛/车×1622车=40550斛
因此,甲县运粟83100斛,用车3324辆;乙县运粟63175斛,用车2527辆;丙县运粟63175斛,用车2527辆;丁县运粟40550斛,用车1622辆。
2.赵嫂织麻
“原题”
赵嫂自言快织麻,张宅李家雇了她。张宅六斤十二两,二斤四两是李家。共织七十二尺布,二人分布闹喧哗。借问卿中能算士,如何分得市无差。(选自《算法统宗》)
“译文”
擅长织麻的赵嫂受雇于张、李两家,张家为赵嫂提供6斤12两棉花,李家提供2斤4两棉花,赵嫂一共织了72尺布,问如何公平地将这些布分给张、李两家。
“单位换算”
1斤=16两
1丈=10尺
“解答”
为公平起见,分布时应按照张、李两家所提供棉花的比例来分配。先换算单位,将斤化为两,则张家提供了16×6 12=108两棉花,李家提供了16×2 4=36两棉花,108 36=144两,张家占了144份中的108份,李家占了144份中的36份。根据张李两家提供棉花的比例:
张家分得布:72×()=54尺=5丈4尺
李家分得布:72×()=18尺=1丈8尺
因此,张家分得5丈4尺布,李家分得1丈8尺布。
3.分橘子
甲、乙、丙三家约定9天之内各打扫3天楼梯。丙家由于有事,没能打扫,楼梯就由甲、乙两家打扫,这样甲家打扫了5天,乙家打扫了4天。丙回来以后就以9斤橘子表示感谢。
请问:丙该怎样按照甲、乙两家的劳动成果分配这9斤橘子呢?
在帮丙家打扫楼梯的3天中,甲家打扫2天,即干了丙家任务的();乙家打扫1天,即干了丙家任务的()。按劳动量分配橘子,甲家应得9×()=6斤,乙家应得9×()=3斤。
“原题”
今有三鸡共啄粟一千一粒。雏啄一,母啄二,翁啄四。主责本粟。三鸡主各偿几何?(选自《孙子算经》30卷下)
“译文”
三种鸡一共吃掉1001粒粟。已知小鸡每吃1粒,母鸡吃2粒,公鸡吃4粒。粟主要求鸡主赔偿损失。三种鸡的主人各应偿还多少粟?
“解答”
三鸡主应根据三种鸡所吃粟的比例赔偿粟主,根据已知,三种鸡吃粟的比例为1:2:4,则三鸡主应偿还粟的数量分别是:
小鸡主:1001÷7=143粒。
母鸡主:143×2=286粒。
公鸡主:143×4=572粒。
1.三畜食苗
“原题”
今有牛、马、羊食人苗,苗主责之粟五斗。羊主曰:“我羊食半马。”马主曰:“我马食半牛。”今欲衰偿之,问各出几何。(选自《九章算术》)
“译文”
牛、马、羊吃了别人的禾苗,苗主要求三牲畜的主人赔偿他5斗粟。羊的主人说:“我的羊吃了马一半的量。”马的主人说:“我的马吃了牛一半的量。”现在若依据三畜吃苗的量按比例赔偿苗主,牛主、马主、羊主各应偿还多少粟?
“单位换算”
1斗=10升
“解答”
5斗等于50升。根据羊主、马主所说,可以知道羊、马、牛所吃禾苗的比例为1:2:4,也就是说,羊吃了7份中的1份,马吃了7份中的2份,牛吃了7份中的4份,根据三畜吃苗的比例分配赔偿,三牲畜的主人各应偿还的粟的数量是:
羊主:50升÷7=7()升。
马主:7()升×2=1斗4()升。
牛主:7()升×4=2斗8()升。
2.三畜食谷
“原题”
八马九牛十四羊,赶在村南牧草场,吃了人家一段谷,议定赔他六石粮。牛一只,比二羊,四牛二马可赔偿,若还算得无差错,姓氏超群到处扬。(选自《算法统宗》)
“译文”
8匹马、9头牛、14只羊吃了别人的谷子,三种牲畜的主人被要求赔偿谷子主人6石粮食。1头牛所需赔偿的量等于2只羊所需赔偿的量,4头牛所需赔偿的量相当于2匹马所需赔偿的量。求马、牛、羊的主人各应赔偿多少粮食。
“单位换算”
1石=10斗
1斗=10升
1升=10合
1合=10勺
“解答”
此题所描述的情境与上题相似,只不过三类牲畜的数目不再相同,在考虑按比例分配赔偿时,不能忽略三类牲畜的头数。根据已知“牛一只,比二羊,四牛二马可赔偿”,可以推知1羊、1牛、1马所需赔偿的粮食数量比为1:2:4,那么,14羊、9牛、8马所需赔偿的粮食数量比就是14:18:32.据此,可以把赔偿的粮食总量分成14 18 32=64份,羊主需偿还其中的14份,牛主偿还18份,马主偿还32份,因此,
马主应赔偿:6×()=3石。
牛主应赔偿:6×()=1.6875石=1石6斗8升7合5勺。
羊主应赔偿:6×()=1.3125石=1石3斗1升2合5勺。
“原题”
今有钱六千九百三十,欲令二百一十六人作九分分之,八十一人,人与二分;七十二人,人与三分;六十三人,人与四分。问三种各得几何?(选自《孙子算经》24卷中)
“译文”
现有钱6930,欲让216人分9份分这些钱,81人每人分得2份;72人每人分得3份;63人每人分得4份。问这三类人每人各得多少钱?
“解答”
根据已知,6930钱可被分成81×2 72×3 63×4=630等份,则,
81人每人得钱:6930×()=22钱。
72人每人得钱:6930×()=33钱。
63人每人得钱:6930×()=44钱。
五人分粟
“原题”
今有禀粟五斛,五人分之。欲令三人得三,二人得二,问各几何?(选自《九章算术》)
“译文”
今发粟5斛,5个人分,其中有3人每人得3份,有2人每人得2份。每人各得粟多少?
“单位换算”
1斛=10斗
1斗=10升
“解答”
根据已知,5斛粟可以被分成3×3 2×2=13等份,则
得3份的3人,每人得粟:5×()=()斛=1斛1斗5()升。
得2份的2人,每人得粟:5×()=()斛=7斗6()升。
“原题”
今有女子善织,日自倍。五日织通五尺。问日织几何?(选自《孙子算经》27卷中)
“译文”
有一女子很会织布,她每天织布的数量是前一天的一倍。五天共织布5尺,问这五天她每天各织多少布?
“单位换算”
1尺=10寸
“解答”
将该女子五日每天所织布的比例数(第一天为1、第二天为2、第三天为4、第四天为8、第五天为16)相加,等于31,作为分母。用5尺乘以每天织布的比例数,作为分子。分子除以分母,即能求出每天织布的数量:
第一天织布:50寸×()=1()寸
第二天织布:50寸×()=3()寸
第三天织布:50寸×()=6()寸
第四天织布:50寸×()=1尺2()寸
第五天织布:50寸×()=2尺5()寸。
五官分鹿
“原题”
今有大夫、不更、簪褭、上造、公士,凡五人,共猎得五鹿。欲以爵次分之,问各得几何?(选自《九章算术》)
“译文”
大夫、不更、簪褭(zān niǎo)、上造、公士五人共猎得5只鹿。如果按照爵次高低分配猎物,他们每人分得多少猎物?
“解答”
按照五官爵次由高到低的顺序分配猎物,则大夫、不更、簪褭、上造、公士分得猎物的数量比是5:4:3:2:1,5 4 3 2 1=15.因此,大夫分得猎物总量的()(()),不更得总量的(),簪褭分得()(()),上造分得(),公士分得(),则:
大夫得鹿:5×()=1()只
不更得鹿:5×()=1()只
簪褭得鹿:5×()=1只
上造得鹿:5×()=()只
公士得鹿:5×()=()只。
五人分钱
“原题”
今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等。问各得几何?(选自《九章算术》)
“译文”
今有5人分5钱,如果使上2人与下3人所得钱数相等,问每人分得多少钱?
“解答”
这道题目的题干不仅明确要求上2人与下3人所得钱数相等,而且还隐含着着五人所得钱数逐级递减的条件——从上到下,5人所得钱数由多至少,比例为:5:4:3:2:1,上2人比例之和为9,下3人比例之和为6,两者之差是3.为保证此两者相等,在5人原比值的基础上分别加3,得5人从上到下的比值是8:7:6:5:4,此时上2人的比值之和与下3人的比值和相等,都是15.因为五人得钱的比例之和是8 7 6 5 4=30.
甲(上第1人)得:5×()=1()钱
乙(上第2人)得:5×()=1()钱
丙(下第3人)得:5×()=1钱
丁(下第2人)得:5×()=()钱
戊(下第1人)得:5×()=()钱
“原题”
今有五等诸侯,共分橘子六十颗。人别加三颗。问五人各得几何?(选自《孙子算经》25卷中)
“译文”
公、侯、伯、子、男五等诸侯,分60个橘子。已知,等级每下降一等就少得3个橘子。问五位诸侯各分得多少个橘子?
“解答”
这是《孙子算经》中的另外一道题目,虽然也是若干人按照等级高低分配物品,但却不是按照一定比例、而是按照数量递增或递减分配,他们分得物品的个数程等差数列的形态。
根据已知,五等诸侯所得的橘子数量随他们级别的高低每升一级增加3个,因此,可以先按照等级由低到高的次序,分给男3个橘子,子6个,伯9个,侯12个,公15个。这些已经分出的橘子加在一起共有45个。然后,用60减45得15,是剩下未分的橘子。最后,把这15个剩下未分的橘子平分给五位诸侯,每人再各得3个橘子。加上一开始分到的橘子,公得到18个,侯得到15个,伯得到12个,子得到9个,男得到6个。
《孙子算经》提供的这种思路是不是非常巧妙?对于这类问题,人们惯常的思路是先求出每个人都会得到的最基本的量——也就是男分到的橘子数,然后再逐级加3,依次求子、伯、侯、公分得的橘子个数。但是《孙子算经》却反其道而行,一上来就先把“人别加三颗”的问题解决了,然后才将每个人都会得到的基本量平均分配下去。
不过,这里有一点需要说明,孙子的算法其实存在一个小小的疏漏:分配不应该从男开始,而应该从子开始。首先分给子3个,伯6个,侯9个,公12个,因为问题所述“人别加三颗”的规律是从处于倒数第二等级的子开始的,级别最低的男初始分得多少个橘子是未知的,而孙子一开始就确定男至少可以分得3个橘子,是不妥当的。让我们继续把刚才的求解过程补充完整:3 6 9 12=30,用橘子总数60减去30等于30,把剩下的30个平均分给五个诸侯,每人再分得6个,这让公分得12 6=18个,侯分得9 6=15个,伯分得6 6=12个,子分得3 6=9个,男分得0 6=6个。答案依然是正确的。这样做不仅方法同样巧妙,思路也更严谨。
接下来你将看到一系列需要应用逆向思维求解的题目:
这句话对吗?
皮皮对琪琪说:“我能将100枚围棋子装在15只塑料杯里,每只杯子里的棋子数目都不相同。”这句话对吗?
肯定不对。
从第一只杯子里放1枚棋子算起,要想数目不同只能是把2、3、4……放入后面相对应的杯子里,这样得出15只杯子全不相同,最少所需的棋子数是1 2 3 4…… 15=120.现在只有100个棋子,当然是不够装的。
“原题”
今有器中米,不知其数。前人取半,中人三分取一,后人四分取一,余米一斗五升。问本米几何?(选自《孙子算经》19卷下)
“译文”
容器中有一些米,不知道具体有多少。当第一个人取走它的()、第二个人取走第一个人剩下的(),第三个人取走第二个人剩下的(),余下1斗5升米。问原来有多少米?
“单位换算”
1斗=10升
“解答”
这道题我们可以应用逆向思维,从“余米”入手逐步求“本米”,这样问题就会变得简单很多:
首先,把1斗5升换算为1.5斗,用1.5斗米除以与之相对应的最后一个人取米之后所剩大米的分数比:1.5÷(1-())=1.5×()=2斗,2斗是第二个人取米之后的“余米”量。依照同样的思路,用2斗米除以它所对应的分数比值:2÷(1-())=2×()=3斗,3斗是第一个人取米之后的“余米”量。最后用3×2=6斗,6斗即是“本米”的数量。
因此,原来有6斗米。
1.持米过关
“原题”
今有人持米出三关,外关三而取一,中关五而取一,内关七而取一,余米五斗。问本持米几何?(选自《九章算术》)
“译文”
今有人持米连出三关,外关收税米(),中关收(),内关收(),经过三关后剩下5斗米。问此人原来有多少米?
“单位换算”
1斗=10升
“解答”
因为连出三关后余米5斗,可逐步回溯:
入内关前有米:5÷(1-())=5×()=()斗
入中关前有米:()÷(1-())=()×()=()斗
入外关前有米:()÷(1-())=()×()=()=10斗()升
因此,此人原来有10斗()升米。
1.李白沽酒
我国唐代大诗仙李白才华横溢,放荡不羁。为了尽兴,他不惜散尽千金买酒钱,更是经常醉卧花间。后人便根据李白的这一特点编了如下一道算数题:
无事街上走,提壶去买酒。
遇店加一倍,见花喝一斗。
三遇店和花,喝光壶中酒。
试问壶中原有多少酒?
这虽然不是一道严格意义上的分配问题,但它所描述的情境与上面两题——“三人分米”、“持米过关”有很多相似之处,因此便放在这里,加深大家对逆推思维的理解。与前两题不同的是,本题除了向外缴纳的过程,还有不断向内添加的环节,所以情况更加复杂。不过,我们依旧可以采用逆向思维的方法,从结局推及初始,从已知推及未知。这里,我们不妨把思维演进图描画出来:
喝光壶中酒
由此可知,李白的酒壶中原有()斗酒。你做对了吗?
2.有多少个苹果
大明、老张、小李三个好伙伴在城里打工,年底合买了一堆苹果准备给家人带回去,然后三人都躺下睡起觉来。过了一会儿大明先醒来,看看另两个人还在睡觉,便自作主张将地上的苹果分成3份,发现还多一个,就把那个苹果吃了,然后拿着自己的那份走了。老张第二个醒来,说道:“怎么大明没拿苹果就走了?不管他,我把苹果分一下。”于是他也将苹果分成3份,发现也多一个,也把多的那个给吃了,然后拿着自己的那份走了。小李最后一个醒来,奇怪两个伙伴怎么都没拿苹果就走了,于是又将剩下的苹果分成3份,发现也多一个,便也把它吃了,拿着自己的那份回家了。
请问,一开始最少有多少个苹果?
解题方法可倒推:
(1)假定最后剩下的两份为2个即每份1个,则在小李醒来时共有4个苹果,在老张醒来时共有7个苹果,而7个苹果不能构成两份,与题意不符合。
(2)假定最后剩下的两份为4个即每份2个,则在小李醒来时共有7个苹果,也与题意不符合。
(3)假定最后剩下的两份为6个即每份3个,则在小李醒来时共有10个苹果,在老张醒来时共有16个苹果,而大明分出的三份苹果,每份有8个苹果,此外还多余一个。
因此,一开始最少有25个苹果。
3.守财奴的遗嘱
一个守财奴生前积累了很多金条,可他到临死的时候也舍不得分给儿子们。为此,他写了一份难解的遗嘱,儿子们要是解开了这个遗嘱,就把金条分给他们,要是没有解开,金条就永远被藏在无人知晓的地方。他的遗嘱是这样写的:我所有的金条,分给长子1根又余数的(),分给次子2根又余数的(),分给第三个儿子3根又余数的()……以此类推,一直到不需要切割地分完。你能算出守财奴一共有多少根金条,多少个儿子吗?
从末尾开始,最小儿子得到的金条数目,应等于儿子的人数。金条余数的()对他来说是没有份的,因为既然不需要切割,在他之前就已经没有剩余的金条了。
接着,第二小的儿子得到的金条,要比儿子人数少1,并加上金条余数的()。这就是说,最小儿子得到的是这个余数的()。从而可知,最小儿子所得金条数应能被6除尽。
假设最小儿子得到了6根金条,那就是说,他是第六个儿子,那人一共有6个儿子。第五个儿子应得5根金条加7根金条的(),即应得6根金条。
现在,第五、第六两个儿子共得6 6=12根金条,那么第四个儿子分得4根金条后,金条的余数是12÷()=14,第四个儿子得4 ()=6根金条。
现在计算第三个儿子分得金条后金条的余数:6 6 6即18根,是这个余数的(),因此,余数应是18÷()=21.第三个儿子应得3 ()=6根金条。用同样方法可知,长子、次子各得6根金条。
我们的假设得到了证实,正确的答案是:守财奴一共有6个儿子,每人分得6根金条,金条一共有36根。
有没有别的答案呢?假设儿子数不是6,而是6的倍数12.但是,这个假设行不通。6的下一个倍数18也行不通,再往下就不必费脑筋了。
1.遗产该怎么分
一位古希腊寡妇要把她丈夫遗留下来的3500元遗产同她即将出生的孩子一起分配。如果生的是儿子,那么按照古希腊的法律,母亲应分得儿子份额的一半,如果生的是女儿,母亲就应分得女儿份额的2倍。可是如果生的是一对双胞胎——一男一女,遗产又该怎么分呢?这个问题把律师给难倒了。聪明的你知道遗产该怎么分吗?
2.遗书分牛
一农场主在遗书中写道:妻子分全部牛的半数加半头,长子分剩下牛的半数加半头,次子分再剩下牛的半数加半头,幼子分最后剩下牛的半数加半头。
结果一头牛没杀,一头牛没剩,正好分完。农夫留下几头牛?
3.巧妙分马
一个拥有24匹马的商人给3个儿子留下“传给长子(),传给次子(),传给幼子()”的遗言后就死了。但是,在这一天有1匹马也死掉了。这23匹马用2,3,8都无法除开,总不能把一匹马分成两半吧?这真是个难题。你知道应该怎样解决吗?
§§第五章 “商务通”,脑中安