【题目】一个割草组接到了一个任务,要把两块草地上的草割掉,其中大块草地的面积是小块草地的2倍。在上午,割草组的所有人都在大块草地上割草;到了下午,他们对半分开,分别到两块草地上去割草。到晚上的时候,大块草地上的草都割完了,小块草地上还剩下一小片,还需要一个人花一天的时间才能割完(图)。
假设割草组所有的人割草速度都一样。请问,这个割草组一共有多少人?
【解答】假设割草组的人数是x,此外,还需要用到另一个辅助未知数,即每个人每天能够割草的面积数,我们用y来表示。
先用x和y表示出大块草地的面积。根据题意,在上午,x个人一共割草的面积是
在下午,只有一半的人割剩下的草,也就是只有
个人割草,这些人割的草地面积是
所以,大块草地的面积是
再来看小块草地的面积如何用x和y表示。在下午,
个人在这片草地上面割了半天,那么,他们一共割的面积是
这时,还剩下一小片,它的面积正好是y,也就是一个人在一天的时间里割草的面积。所以,小块草地的面积是
因为大块草地是小块草地面积的2倍,所以
化简一下,得到
在这个方程的左边,将辅助未知数y约掉,方程就变成了下面的形式:
即
3x=2x+8
解得
x=8
也就是说,这个割草组一共有8个人。
在《趣味代数学》第一版出版后,我收到了A.B.齐格教授寄给我的一封信,他在信中谈到了这道题目,并认为这道题目的意义在于:“这道题目不能算是一道代数题,它其实是一道简单的算术题,根本没有必要用这种死板的公式来求解。”
教授还说:“关于这道题的来龙去脉,其实是这样的。我的叔叔伊·拉耶夫斯基和列夫·托尔斯泰是非常要好的朋友,以前我的父亲和叔叔一起在莫斯科大学数学系学习。在当时的数学系课程中,根本没有关于教学法的内容,于是,学生们不得不到对口的城市公民中学实习,以便跟那些有经验的中学老师一起探讨教学方法。在他们的同学中,有一位叫彼得罗夫的人。他是一个极具天赋和创新能力的人,不幸的是,由于身患肺痨,他很早就去世了。他就提出过这样的观点:课堂上教的算术不是教会学生学习,而是毁了学生,因为过于僵化的教学模式束缚了学生的思维,使他们只能用固定的方法解决固定的问题。为证明自己的观点,他甚至想出了很多题目。这道割草的题目就是其中之一。这些灵活多变的题目难住了那些‘有经验的优秀的中学老师’。而那些并没有接受刻板教学的学生,却很容易地解答出了这些题目。对于那些有经验的优秀的老师来说,借助方程式或者方程组可以把这道题目解答出来,但事实上只需要通过简单的算术计算,问题就解决了。”
下面来看如何使用简单的算术方法解答这道题。
由于大块草地需要全组的人割半天,再加上半组的人割半天,所以半组人在半天的时间里,一共可以割这块草地的
。所以,小块草地剩下的那块就是
,而一个人一天恰好可以割完这部分。在一天中全组人一共割草的面积是
所以,割草组的总人数就是8。托尔斯泰非常钟爱这类有些变化但又不是很难的问题。当他听到这个题目时,提出该题目还可以通过图形来求解,如图所示,那是最简单的图,也能让人轻易理解。
下面再来看几道题目,这些题目都可以用巧妙的算术方法进行求解。