古代数学中的一元一次方程

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  方程这个名词,最早见于我国古代算书《九章算术》. 《九章算术》是在我国东汉初年编定的一部现有传本的、最古老的中国数学经典著作. 书中收集了246个应用问题和其他问题的解法,分为九章,“方程”是其中的一章.
  1. 鸡兔同笼问题
  鸡兔同笼是中国古代的数学名题之一. 大约在1 500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:“今有雉兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问雉兔各几何?”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. 问笼中各有几只鸡和兔?
  【分析】 这个问题中数量之间有这样的相等关系:鸡头的数量 兔头的数量=35,鸡脚的数量 兔脚的数量=94.
  我们可以用一个相等关系设未知数,另一个相等关系建立方程.
  解:设鸡的数量是x只,则兔子的数量是(35-x)只.
  根据题意得,2x 4(35-x)=94.
  解之得,x=23.
  35-x=12.
  答:笼中鸡有23只,兔子有12只.
  2. 宝塔装灯问题
  我国明代数学家吴敬所著的《九章算术比类大全》中,有一道数学名题叫“宝塔装灯”,内容为:远望巍巍塔七层,红灯点点倍加增;共灯三百八十一,请问顶层几盏灯?(倍加增指从塔的顶层到底层).
  【分析】根据题意,设顶层的红灯有x盏,则第二层有2x盏,依次第三层有4x盏,第四层有8x盏,第五层有16x盏,第六层有32x盏,第七层有64x盏,总共381盏,列出方程,解方程即可得解.
  解:设顶层的红灯有x盏.
  由题意得:
  x 2x 4x 8x 16x 32x 64x=381
  127x=381
  x=3.
  答:塔的顶层有3盏灯.
  3. 良马驽马问题
  元代朱世杰所著《算学启蒙》里有这样一道题:“良马日行两百四十里,驽马日行一百五十里,驽马先行一十二日,问良马几何追及之?”
  【分析】根据题意,驽马先行一十二日,则驽马先行了1 800里,这个问题中数量之间有这样的相等关系:驽马跑的路程 1 800里=良马跑的路程.
  解:设良马x天能追上驽马.
  根据题意得,150x 1 800=240x.
  解之得,x=20.
  答:良马20天可以追上驽马.
  4. 丢番图的墓志铭
  希腊数学家丢番图(公元3-4世纪)被认为是代数学的鼻祖,但人们对于丢番图的生平知道得非常少,历史上甚至没有一本正式的著作里留下他完整的生平介绍. 他唯一的简历是从《希腊诗文集》中找到的. 这是由麦特罗尔写的丢番图的“墓志铭”. “墓志铭”是用诗歌形式写成的:“过路的人,这儿埋葬着丢番图. 他一生的六分之一是幸福的童年,十二分之一是无忧无虑的少年. 再过去七分之一的年程,他建立了幸福的家庭. 五年后儿子出生,不料儿子竟先其父四年而终,只活到父亲岁数的一半. 晚年丧子老人真可怜,悲痛之中度过了风烛残年. ”根据以上信息,请你算出:(1) 丢番图的寿命. (2) 丢番图开始当爸爸时的年龄.(3) 儿子死时丢番图的年龄.
  【分析】 根据题意,只要知道丢番图的寿命,其他的年份都可以通过他的寿命算出来.
  解:设丢番图的寿命是x岁.
  根据题意得, 5 4=x.
  解之得,x=84.
   5=38.
  84-4=80.
  答:丢番图的寿命是84岁,丢番图当爸爸时是38岁,儿子死时丢番图80岁.
  我国古代数学家刘徽注释《九章算术》说:“程,课程也. 二物者二程,三物者三程,皆如物数程之,并列为行,故谓之方程.”这里所谓“如物数程之”,是指有几个未知数就必须列出几个等式. 一次方程组各未知数的系数用算筹表示时好比方阵,所以叫做方程. 方程这个概念在《九章算术》中的“方程”章最早出现. 其中解方程组的方法,不但是我国古代数学中的伟大成就,也是世界数学史上一份非常宝贵的遗产. 这一成就进一步证明:中华民族是一个充满智慧和才干的伟大民族.
  (作者单位:江苏省常州外国语学校)
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