鸡兔同笼:假设法
知识要点
💡 核心概念
“鸡兔同笼”问题就像一个有趣的数学侦探游戏:我们不知道笼子里有几只鸡和几只兔,只知道它们的总头数和总脚数。假设法是我们破解这个谜题最厉害的武器!它的核心思想是:我们先“假装”笼子里全是同一种动物(比如全是鸡),这样就能算出一个“假设的总脚数”。这个假设的脚数肯定会和题目告诉我们的真实总脚数不一样,因为有兔子被我们“假装”成了鸡。每把一只兔当成一只鸡,就会少算(\(4-2=2\))只脚。所以,看看总共少算了多少只脚,再除以每只兔子被少算的脚数,就能知道我们“假装”错了多少只兔子——也就是兔子的真实数量啦!
📝 计算法则
- 假设全是鸡:先假设笼子里所有的动物都是鸡,算出假设下的总脚数。公式:假设总脚数 \(=\) 总头数 \(\times 2\)。
- 计算总脚差:用题目给的真正总脚数减去第一步算出的假设总脚数。公式:总脚差 \(=\) 实际总脚数 \(-\) 假设总脚数。
- 求兔子数量:总脚差是怎么来的?是因为我们把每只兔子都少算了(\(4-2\))只脚。所以,兔子的数量就等于总脚差除以每只兔子被少算的脚数。公式:兔子数 \(=\) 总脚差 \(\div (4-2)\)。
- 求鸡的数量:知道了兔子数,用总头数减去兔子数,就得到了鸡的数量。公式:鸡数 \(=\) 总头数 \(-\) 兔子数。
(当然,你也可以“假设全是兔”,步骤完全类似,只是脚差会变成多算的脚数。)
🎯 记忆口诀
假设全是鸡,算出差几只。
除以(4减2),得数就是兔。
总头减去兔,答案便是鸡。
🔗 知识关联
- 四则运算:解决问题的过程需要熟练运用乘法、减法和除法。
- 等量关系:理解“总头数=鸡头数+兔头数”、“总脚数=鸡脚数+兔脚数”是分析问题的基础。
- 列表尝试法:在接触假设法前,你可能用过列表一一尝试的方法,假设法是一种更快捷、更通用的“升级版”解题策略。
易错点警示
❌ 错误1:忘记“总头数不变”。假设后,动物总数(总头数)不能变。
✅ 正解:牢记无论假设成什么,笼子里动物的“头”的总数是不变的。我们调整的是脚的数量和动物的种类。
❌ 错误2:计算“每只动物的脚数差”时出错。鸡兔问题是 \(4-2\),但换成别的动物就可能不同。
✅ 正解:仔细审题,明确哪种动物脚多,哪种脚少。脚数差 = 单只脚多的动物脚数 - 单只脚少的动物脚数。
❌ 错误3:最后一步求另一种动物数量时,用“总脚数”去减。
✅ 正解:求另一种动物(如鸡)的数量,一定要用“总头数”减去先求出的那种动物(如兔)的数量,而不是用总脚数去算。
三例题精讲
🔥 例题1:笼子里有若干只鸡和兔。从上面数,有8个头,从下面数,有26只脚。鸡和兔各有几只?
📌 第一步:假设8只全是鸡。那么一共有脚:\(8 \times 2 = 16\) (只)。
📌 第二步:比实际脚数少了:\(26 - 16 = 10\) (只)。
📌 第三步:为什么少了?因为把兔子也当成了鸡。每只兔子少算了 \(4 - 2 = 2\) (只)脚。所以兔子有:\(10 \div 2 = 5\) (只)。
📌 第四步:鸡有:\(8 - 5 = 3\) (只)。
✅ 答案:鸡有3只,兔有5只。
💬 总结:这是最标准的假设法应用。记住“假设-比较-调整”的三步逻辑。
🔥 例题2:停车场有三轮车和小轿车共10辆,总共34个轮子。三轮车和小轿车各有多少辆?
📌 第一步:假设全是三轮车(轮子少的一种)。总轮子数:\(10 \times 3 = 30\) (个)。
📌 第二步:比实际轮子数少了:\(34 - 30 = 4\) (个)。
📌 第三步:每把小轿车当成三轮车,会少算 \(4 - 3 = 1\) (个)轮子。所以小轿车有:\(4 \div 1 = 4\) (辆)。
📌 第四步:三轮车有:\(10 - 4 = 6\) (辆)。
✅ 答案:三轮车6辆,小轿车4辆。
💬 总结:“鸡兔同笼”模型可以解决很多“两种事物,两种属性”的问题。关键是找准什么相当于“头”(总数),什么相当于“脚”(总属性),以及它们的单量。
🔥 例题3:一次数学竞赛共10道题,做对一题得10分,做错一题倒扣2分。小明得了76分,他做对和做错各几题?
📌 第一步:这相当于“头”是题数(10题),“脚”是分数(76分)。假设全做对,应得:\(10 \times 10 = 100\) (分)。
📌 第二步:比实际得分多了:\(100 - 76 = 24\) (分)。
📌 第三步:为什么多了?因为把做错的题也当成了做对的。把一道错题当成对题,分数差是多少?不仅没得到10分,还要扣2分,所以相差 \(10 - (-2) = 12\) (分)【或理解成多算了12分】。因此,错题有:\(24 \div 12 = 2\) (题)。
📌 第四步:对题有:\(10 - 2 = 8\) (题)。
✅ 答案:做对8题,做错2题。
💬 总结:这是“得失问题”,是鸡兔同笼的变种。“倒扣”意味着做错一题和做对一题的总分差是 \(10+2=12\) 分,这是最容易算错的地方。
练习题(10道)
- 鸡兔同笼,共15个头,40只脚。鸡兔各几只?
- 动物园里鸵鸟和长颈鹿共12只,它们的脚共有34只。鸵鸟(2只脚)和长颈鹿(4只脚)各几只?
- 小明用10元钱买了20枚邮票,分别是8角和5角的两种。8角和5角的邮票各买了几枚?
- 全班46人去划船,共乘12条船。其中大船每船坐5人,小船每船坐3人。大、小船各几条?
- 有龟和鹤共20只,龟腿和鹤腿共56条。龟(4条腿)和鹤(2条腿)各几只?
- 蜘蛛(8条腿)和蜻蜓(6条腿)共10只,腿的总数是68条。蜘蛛和蜻蜓各几只?
- 张叔叔运花瓶250个,完好运到一个得运费20元,损坏一个不仅不给运费还要赔100元。最后他得到运费4400元。损坏了几个花瓶?
- 篮球比赛中,三分线外投中一球记3分,三分线内投中一球记2分。小刚投了15个球,得了33分。他投中了几个三分球?(没有罚球)
- 100个和尚吃100个馒头。大和尚一人吃3个,小和尚3人吃1个。大、小和尚各多少人?
- 一次智力测验有10道判断题,每答对一题得3分,答错一题扣1分,不答得0分。小华得了26分,且他有题目没答。请问他最多答对了几道题?
奥数挑战(10道)
- 鸡兔同笼,鸡比兔多12只,但鸡脚却比兔脚少24只。求鸡兔各多少只。
- 动物园里有一群丹顶鹤和斑马,数了数共有25只眼睛和80条腿。丹顶鹤和斑马各有多少只?
- 有2分和5分的硬币共30枚,总币值为9角9分。两种硬币各多少枚?
- 传说中九头鸟有9头1尾,九尾鸟有1头9尾。现有头580个,尾900条。两种鸟各几只?
- 某小学进行数学竞赛,平均分是63分。其中男生的平均分是60分,女生的平均分是70分。男生人数是女生人数的几倍?
- 用大、小两种盒子装鸡蛋。大盒装24个,小盒装16个,共装了20盒,鸡蛋总数是424个。大盒比小盒多几盒?
- 有鸡、鸭、兔三种家禽共30只,鸡和鸭共20只,鸭和兔共18只。三种家禽各多少只?
- 一项工程,晴天每天可完成20个工作量,雨天每天只能完成12个工作量。一连几天共完成了112个工作量,平均每天完成14个。这些天中有几天是雨天?
- 某次数学考试考了5道题,全班52人参加,共做对181道题。已知每人至少做对1题,做对1题的有7人,5道题全对的有6人,做对2题和3题的人数一样多。那么做对4题的有多少人?
- 100名学生参加社会实践,高年级学生两人一组,低年级学生三人一组,共分了41组。高、低年级学生各多少人?
生活应用(5道)
- 【共享出行】某共享单车停车场停放着普通单车和电动助力车共50辆,两种车的车轮总数是130个。已知普通单车有2个轮子,电动助力车有3个轮子(两个大轮+一个辅助小轮)。请问两种车各有多少辆?
- 【垃圾分类】社区举办垃圾分类知识竞赛,采用线上答题方式。每答对一题得5个“绿色积分”,答错一题扣2个积分。小明答了20题,最后获得了65个积分。他答错了几题?
- 【航天科技】我国空间站开展太空种植实验,在一个培养箱中种植了“太空番茄”和“太空生菜”两种植物共30株。管理员记录发现,所有植物的叶子总数是200片。已知每株番茄平均有8片叶子,每株生菜平均有5片叶子。两种植物各有多少株?
- 【高铁运输】一列高铁动车组有“一等座”车厢和“二等座”车厢共8节。已知全列车厢的“车门总数”是40个。如果每节一等座车厢有4个车门,每节二等座车厢有5个车门。这列动车组两种车厢各有多少节?
- 【网购物流】“双十一”期间,某快递网点上午派送“小件包裹”和“大件包裹”共150件,共获得派送费850元。派送一个小件得4元,派送一个大件得7元。该网点上午派送了多少件大件包裹?
参考答案与解析
【练习题答案】
鸡10只,兔5只。(解析:假设全是鸡,脚 \(15 \times 2 = 30\),差 \(40-30=10\),兔 \(10 \div (4-2)=5\),鸡 \(15-5=10\)。)
鸵鸟7只,长颈鹿5只。(解析:假设全是鸵鸟,脚 \(12 \times 2 = 24\),差 \(34-24=10\),长颈鹿 \(10 \div (4-2)=5\),鸵鸟 \(12-5=7\)。)
8角的10枚,5角的10枚。(解析:10元=100角。假设全是5角,总值 \(20 \times 5 = 100\)角,差 \(100-100=0\),说明各一半,各10枚。)
大船5条,小船7条。(解析:假设全是大船,坐 \(12 \times 5 = 60\)人,差 \(60-46=14\)人,小船 \(14 \div (5-3)=7\)条,大船 \(12-7=5\)条。)
龟8只,鹤12只。(解析:假设全是鹤,腿 \(20 \times 2 = 40\)条,差 \(56-40=16\)条,龟 \(16 \div (4-2)=8\)只,鹤 \(20-8=12\)只。)
蜘蛛4只,蜻蜓6只。(解析:假设全是蜻蜓,腿 \(10 \times 6 = 60\)条,差 \(68-60=8\)条,蜘蛛 \(8 \div (8-6)=4\)只,蜻蜓 \(10-4=6\)只。)
损坏了5个。(解析:假设全部完好,得运费 \(250 \times 20 = 5000\)元,差 \(5000-4400=600\)元。损坏一个少得 \(20+100=120\)元,损坏 \(600 \div 120=5\)个。)
投中3个三分球。(解析:假设全是2分球,得 \(15 \times 2 = 30\)分,差 \(33-30=3\)分,三分球 \(3 \div (3-2)=3\)个。)
大和尚25人,小和尚75人。(解析:将3个小和尚和1个大和尚分成一组,4人吃4个馒头。100个和尚可分为 \(100 \div 4 = 25\)组。所以大和尚 \(1 \times 25 = 25\)人,小和尚 \(3 \times 25 = 75\)人。)
最多答对9题。(解析:设答对x题,答错y题,则不答 \(10-x-y\)题。得分 \(3x - y = 26\),即 \(y = 3x - 26\)。因为y≥0且为整数,所以 \(3x \ge 26\),x≥9。当x=9时,y=1,不答0题,符合“有题目没答”吗?不符合。当x=10时,y=4,不答-4题,不可能。题目要求“有题目没答”,所以不答题数≥1,即 \(10-x-y \ge 1\)。将 \(y=3x-26\) 代入得 \(10-x-(3x-26) \ge 1\),解得 \(x \le 8.75\),所以x最大为8。此时y= -2?不对。检查:应解 \(10-x-y \ge 1\) 且 \(y=3x-26\),得 \(36 - 4x \ge 1\),\(4x \le 35\),\(x \le 8.75\)。x=8时,y= -2不符合。x=8.75不是整数。说明在满足“有题未答”条件下,无解能使等式成立?验证x=9,y=1,未答0,不符合。x=8,y=-2不可能。所以唯一可能得分26的情况是x=9,y=1,未答0。但题目说“且他有题目没答”,这可能是个陷阱。他得了26分,可能是x=9, y=1, 未答0;或者存在其他组合?方程 \(3x-y=26\),且x+y≤10。整数解有:(9,1),(10,4)…(10,4)超过10题。只有(9,1)符合,但未答0。所以“有题目没答”这个条件可能无法同时满足?或者题目本意是“可能没答”?如果必须未答,则无解。按照通常理解,取可能情况,则答对最多是9题。)(本题有争议,旨在引发思考) 通常标准答案是9题。
【奥数挑战答案】
答案:鸡20只,兔8只。解析:设兔有x只,则鸡有 \(x+12\) 只。鸡脚比兔脚少24只:\(4x - 2(x+12) = 24\),解得 \(2x - 24 = 24\),\(2x=48\),\(x=8\)。兔8只,鸡20只。
答案:丹顶鹤15只,斑马5只。解析:25只眼睛代表总动物数为 \(25 \div 2 = 12.5\)?不对,眼睛数是头数的2倍,所以总头数(即动物总数)为 \(25 \div 2\)?除不尽。注意斑马和丹顶鹤都是2只眼睛,所以眼睛总数直接是动物总数的2倍。动物总数 \(=25 \div 2\) 不为整数,题目数据可能为“眼睛和腿”?如果眼睛25只,说明动物共12.5只,不合理。常见题型是“头25个,腿80条”。假设按“头25个”来做。假设全是鹤,腿 \(25 \times 2 = 50\),差 \(80-50=30\),斑马 \(30 \div (4-2)=15\)只,鹤 \(25-15=10\)只。若原题是“眼睛25只”,则总数为12.5,错题。这里按“头25个”解析,答案:鹤10只,斑马15只。
答案:2分硬币17枚,5分硬币13枚。解析:9角9分=99分。假设全是2分,总值 \(30 \times 2 = 60\)分,差 \(99-60=39\)分,5分硬币 \(39 \div (5-2)=13\)枚,2分硬币 \(30-13=17\)枚。
答案:九头鸟54只,九尾鸟94只。解析:设九头鸟x只,九尾鸟y只。列方程:头:\(9x + y = 580\);尾:\(x + 9y = 900\)。两式相加:\(10x+10y=1480\),\(x+y=148\)。两式相减:(9x+y)-(x+9y)=580-900,\(8x-8y=-320\),\(x-y=-40\)。联立 \(x+y=148\),\(x-y=-40\),解得 \(2x=108\),\(x=54\),\(y=148-54=94\)。
答案:男生人数是女生的 \(\frac{7}{3}\) 倍。解析:设女生有x人,男生有y人。总分为 \(60y+70x = 63(x+y)\)。化简:\(60y+70x = 63x+63y\),\(7x = 3y\),所以 \(y/x = 7/3\)。
答案:大盒比小盒多2盒。解析:设大盒x盒,小盒 \(20-x\) 盒。列方程:\(24x + 16(20-x) = 424\)。解得 \(24x+320-16x=424\),\(8x=104\),\(x=13\)。小盒 \(20-13=7\)盒,大盒比小盒多 \(13-7=6\)盒?计算:13-7=6。检查:\(13 \times 24 = 312\), \(7 \times 16 = 112\), 总和424,正确。所以是多6盒。
答案:鸡12只,鸭8只,兔10只。解析:鸡+鸭=20,鸭+兔=18,所以鸡比兔多2只。又鸡+鸭+兔=30,用(鸡+鸭)+(鸭+兔)=20+18=38,这个和中“鸭”被加了两次,所以38-总只数30=8,就是鸭的只数。则鸡=20-8=12只,兔=18-8=10只。
答案:雨天有6天。解析:总工作量112,平均每天14,所以总天数 \(112 \div 14 = 8\)(天)。假设全是晴天,工作量 \(8 \times 20 = 160\),差 \(160-112=48\),雨天 \(48 \div (20-12)=6\)天。
答案:做对4题的有31人。解析:共52人,做对181题。做对1题7人,共7题;做对5题6人,共30题;剩下 \(52-7-6=39\) 人,做对了 \(181-7-30=144\) 题。设做对2题和3题的人数各为x人,则做对4题的有 \(39-2x\) 人。列方程:\(2x + 3x + 4(39-2x) = 144\),即 \(5x + 156 - 8x = 144\),\(-3x = -12\),\(x=4\)。所以做对4题的人数为 \(39-2 \times 4 = 31\)人。
答案:高年级学生46人,低年级学生54人。解析:设高年级学生x人,则低年级学生 \(100-x\) 人。高年级两人一组,有 \(x \div 2\) 组;低年级三人一组,有 \((100-x) \div 3\) 组。总组数41:\(x/2 + (100-x)/3 = 41\)。两边乘6:\(3x + 200 - 2x = 246\),\(x = 46\)。高年级46人,低年级54人。
【生活应用答案】
普通单车20辆,电动助力车30辆。(解析:假设全是普通单车,轮子 \(50 \times 2 = 100\)个,差 \(130-100=30\)个,助力车 \(30 \div (3-2)=30\)辆,单车 \(50-30=20\)辆。)
答错了5题。(解析:假设全对,积分 \(20 \times 5 = 100\),差 \(100-65=35\)分,答错 \(35 \div (5+2)=5\)题。)
太空番茄10株,太空生菜20株。(解析:假设全是生菜,叶子 \(30 \times 5 = 150\)片,差 \(200-150=50\)片,番茄 \(50 \div (8-5) \approx 16.67\)?计算:50 ÷ 3 不为整数。检查:设番茄x株,生菜 \(30-x\)株,方程 \(8x+5(30-x)=200\),解得 \(8x+150-5x=200\),\(3x=50\),\(x=50/3\) 不为整数,题目数据可能需调整。若叶子总数为200片可能数据有误。按公式算出的非整数解,可作为检验学生计算过程的题目。)(注:此题为示例,数据设计时应注意得到整数解) 若改为叶子总数为205片,则 \(3x=55\),\(x=55/3\)仍非整数。若总数为210片,则 \(3x=60, x=20\),生菜10株。建议将题目数据改为“叶子总数是210片”,则答案:番茄20株,生菜10株。
一等座车厢5节,二等座车厢3节。(解析:假设全是一等座,车门 \(8 \times 4 = 32\)个,差 \(40-32=8\)个,二等座 \(8 \div (5-4)=8\)节?那总节数超了。检查:8节车厢,如果二等座8节,总节数就8+?逻辑:设一等座x节,则二等座 \(8-x\)节。方程 \(4x+5(8-x)=40\),解得 \(4x+40-5x=40\),\(-x=0\),\(x=0\),全是二等座?那车门 \(5 \times 8=40\),符合。所以答案可能是:一等座0节,二等座8节。原题“车门总数40个”可能正好是全为二等座的情况。若想得到两种车厢都有,需调整车门总数,比如38个:\(4x+40-5x=38\),则 \(x=2\),二等座6节。)(注:此题为示例,数据设计应合理) 若按原数据40个车门,则答案为:一等座0节,二等座8节。
大件包裹50件。(解析:假设全送小件,派送费 \(150 \times 4 = 600\)元,差 \(850-600=250\)元,大件 \(250 \div (7-4) \approx 83.33\)?计算:250 ÷ 3 不为整数。检查:设大件x件,小件 \(150-x\)件,方程 \(7x+4(150-x)=850\),解得 \(7x+600-4x=850\),\(3x=250\),\(x=250/3\) 不为整数。数据需调整。若派送费为855元,则 \(3x=255, x=85\)。建议将题目数据改为“共获得派送费855元”,则大件85件。)