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稻谷一石四

2016-10-28

(依据:清代算题;编诗:殷三益) 稻谷一石四,换米八斗四;

三十二石六,合数又八十;

该换多少米,双方才合适?

【解说】这是根据清代算书《御制数理精蕴》上的“谷换米”算题编写而成的。

《御制数理精蕴》是清代康熙十二年(1674年)问世的,也是一本以问题集形成编写的数学书籍。在该书上,这道题目的原文是:

“设有谷换米,每谷一石四斗,换米四斗八升。今有谷三十二石六斗八升,问换米几何?”

题目中的“石”、“斗”、“升”、“合”,是古代的容量单位,其进率为1石=10斗;1斗=10升,1升=10合。其中的“1升”的大小,大致与现在“1升”的大小相近。“石”和“合”的读音要注意:“石”的读音与“旦”相同;“合”的读音与“哥(上)”音相近。题中的“合数又八十”,即除有谷32石6斗外,还有谷80合,也就是还有谷8升。题目的意思用通俗的话来说,可以是:

用稻谷1石4斗,可以换得大米8斗4升。按照这一标准去计算,现在有稻谷32石6斗8升,可以换米多少?

显然,这是个正比例应用题。因为当谷换米的兑换比率不变的情况下,用于换米的谷数与换得的米数,是两个成正比例的量。

将题目中的数据,都化成以“升”为单位的单名数,得:

1石4斗=140升

8斗4升=84升

32石6斗8升=3268升

题目里的条件和问题,以及各数量之间的数量关系,可以用下面的方框图来表示。图中的“同向箭头”,表示数量之间的关系,是同时扩大或同时缩小相同的倍数,即表示稻谷数和换得的米数成正比例关系。

如果设3268升谷换得的米数为x升,则依据其正比例关系,可得比例式140∶3268=84∶x。解这个比例式,得:

这一得数是1960.8升,即19石6斗零8合。

答:可换回大米19石6斗零8合。

古书上是怎样来解答这道题目的呢?

原书上的解答方法是:

“法以谷一石四斗为一率,米八斗四升为二率,今有谷三十二石六斗八升为三率。二、三率相乘,一率除之,得四率一十九石六斗零八合,即所换之米数也。”

这一解答,用今天的话来说,就是:

可以用谷1石4斗为“一率”,米8斗4升为“二率”,谷32石6斗8升为“三率”。用“二率”和“三率”相乘,然后除以“一率”,就得未知的“四率”—— 19石6斗零8合。

若都用“升”作单位,用今天的算式表达,则可以是

很明显,这与今天的“正比例解法”是完全相同的。在原书上,下面的说明,进一步证明了这一观点:

“盖谷一百四斗与米八斗四升之比,即同于谷三十二石六斗八升与米一十九石六斗零八合之比也。”

这些文字,就是一个比例。这比例与上面所列出的比例式,只有一点点差别。上面我们所列的比例是“谷与谷之比,等于米与米之比”,而原书所叙述的是“谷与米之比等于谷与米之比”。显然这都是允许的。

《御制数理精蕴》上这种由“一、二、三率”去求未知数“四率”的解题方法,曾流传到了印度。印度的数学家称这种解题方法为中国的“三率法”。

【思考、练习】

1.用纯酒精和蒸馏水,按3∶1的比例配制医用消毒剂。现在纯酒精12千克,应加蒸馏水多少千克?(用比例解答。答案:4千克)

2.岳家桥玻璃厂开展技术革新活动,6天为国家节约用电2000度。照这样去计算,该厂一个月(30天)可为国家节约用电多少度?(用比例解。答案:10000度)

3.某乡兴修水利,计划用两个月时间(60天)完成挖14万土石方的任务。现在他们仅用10天,就挖了3.5万土石方。照这样算,可提前多少天完成任务?(用比例解。答案:提前20天)

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