趣话鸡兔同笼
唐代诗人孟浩然某次路过故人田庄,受到盛情之款待.浩然有诗传世:
故人具鸡黍,邀我至田家.绿树村边合,青山郭外斜.
开轩面场圃,把酒话桑麻.待到重阳日,还来就菊花.
转眼又到九月九,浩然如约再访.问曰:“贤弟又有何下酒之佳肴耶?”故人曰:“同笼之鸡兔也,仁兄欲品尝须解答一题.”浩然欣然应允.但闻题曰:
鸡兔同笼乐陶陶,三十五头百只脚。
今日主人有雅兴,多少鸡兔把客考。
浩然略思片刻,答曰:“假设笼中全是鸡,七十条腿算仔细. 如今腿少三十整,兔有十五必无疑.”
意即:假设笼中全是鸡,35只鸡当有70条腿,然笼中实有100条腿,30条腿何少之耶?盖因鸡一比兔一少2腿,必有15只兔以鸡相看焉.
故人心领神会,盛赞之,遂陪客人赏菊饮酒.其间,故人不甘示弱,也吟诗一首:“设若笼中皆为兔,头数乘四得腿数.多出实际四十只,鸡有二十应无误.”
二人互捧一番,浩然又诗曰:“金鸡独立雄赳赳,玉兔拜月情悠悠. 足数之半减头数,鸡兔几何便可求.”
意即:各鸡皆翘起一只脚,各兔亦腾空两前腿,则笼中立地之腿之总数只有实际之半,即50条.假设一头对应一腿,则35头对应35腿,何故多出15腿?是因为每兔多出一腿,所以50-35得兔数.
故人拍案叫好,然一时无以应对,正茫然四顾,但见菊花丛中款款走来一窈窕淑女,自称菊花仙子,礼毕,乃献诗曰:“都夸兔子好速度,公鸡听了心不服.急展双翅权当足,誓要赶超小白兔!”
故人击掌曰:“正合吾意,所见略同!鸡翅当脚,笼里合该35 × 4= 140只脚,此乃比实际多出40只,盖因有40只翅膀当成脚,是故鸡有20矣!此法与吾之‘以鸡当兔’形异而质同也.”言毕,心乃稍安.
半夜时分,又见场圃中健步走来一鹤发童颜之老叟,自称桑麻仙翁.“诸位实乃才高八斗,学富五车也!老纳不擅作诗,唯擅摆弄算筹耳.今有一法,说与助兴,切莫见笑!”
桑麻仙翁乃用算筹解线性方程组,(图略)此乃吾国古代数学家精通之法.
四人谈笑风生,酣畅淋漓,正是:悠悠採菊东篱下,酣然把酒话桑麻.鸡兔同笼来助兴,谁人不醉莫归家……
[注:鸡兔同笼问题,最早见于公元4世纪前后的算术启蒙书《孙子算经》:“今有鸡兔同笼,上有35头,下有94足.问鸡兔各几何?”
设鸡x只,兔y只,得方程组x+y=35①,2x+4y=100②,桑麻仙翁正是用算筹表示方程组中未知数的系数和等号右边的常数,我国古代数学家刘徽指出:方程的“方”字与上述数字方阵有关,而“程”字则是列出含未知数的等式. ]