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课题
第 21 课 鸡兔同笼巧计算
教学媒体
计算机、课件、教材
多媒体使用累计课时
教学目标
1.了解鸡兔同笼问题的求解方法,能通过表格列出数量变化,发现其中的规律。
2.感受遍历法的应用,能看懂鸡兔同笼问题
的算法流程图,了解算法与程序的对应关系。
教学重点
通过表格列出鸡和兔的数量变化,发现其中的规律;
教学难点
鸡兔同笼问题的算法流程图描述。
教法
讲授法、操作法
学法
自主学习法、合作式学习法、探究式学习法
课前三分钟
教学内容及教师活动
自我调控
我国古代典籍《孙子算经》中记载了许多有趣的问题,其中就有“鸡兔同笼”问题。
书中是这样描述的:今有鸡兔同笼,上有三十五头,下有九十四足, 问鸡兔各几何?
这段话的意思是:有若干只鸡和兔关在同一个笼子里。从上面数,有35 个头。从下面数,有94 只脚。这个笼子里的鸡和兔各有多少只?
学习活动1
用数学算式求解鸡兔同笼问题
为了便于理解,先把原问题的数量减少为:今有鸡兔同笼,上有6头, 下有18足,问鸡兔各几何?
这里的6 个头,表明是6 只鸡或兔。
方法1 :假设6 只全部是兔。
如果全部是兔,那么6 只兔一共有24 只脚,实际上只有18 只脚,于是需要减少6 只脚,即24-18 = 6。这样,自然就是3 只兔和3 只鸡。
6 只全部是兔的计算示例
鸡:(6×4 - 18)÷2 = 3(只) 兔:6 - 3 = 3(只)方法2 :假设6 只全部是鸡。
如果全部是鸡,那么一共有6×2 = 12 只脚,实际上有18 只脚,于是少
了6 只脚,即18-12 = 6。需要把6 只脚添加上,自然就是3 只兔和3 只鸡。
6 只全部是鸡的计算示例
兔:(18 - 6×2)÷2 = 3(只) 鸡:6 - 3 = 3(只)还原问题的求解:
今有鸡兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问鸡兔各几何? 方法1 :假设35 只全部是兔。
鸡:(35×4 - 94)÷2 = 23(只) 兔:35 - 23 = 12(只)方法总结:鸡的数量=(总头数×4 - 总脚数)÷2
方法2 :假设35 只全部是鸡。
兔:(94 - 35×2)÷2 = 12(只) 鸡:35 - 12 = 23(只)方法总结:兔的数量=(总脚数- 总头数×2)÷2
除了用上面的算式求解,还可以借助枚举法来遍历相应的数据求解。
学习活动2
用枚举法求解鸡兔同笼问题
1.列表显示数据变化过程
先假设35 只都是鸡,计算出脚的数量;如果数量不符合,则减一只鸡, 增加一只兔,再计算脚的数量;如此循环遍历,直到找到正确的鸡和兔数量: 23 只鸡和12 只兔。
用表格呈现鸡和兔的数量变化(单位:只)
2.算法描述
根据以上分析,用自然语言描述求解的算法。
第1 步:初始化鸡的数量“a = 35”和兔的数量“b = 0”。第2 步:计算脚的数量“c = a×2 + b×4”。
第3 步:把脚的数量与94 进行比较。如果不相等,将鸡的数量减1,将兔的数量加1,并回到第2 步继续循环;如果相等,则输出当前鸡的数量和兔的数量,结束循环。
进一步思考:如果先假设35 只都是兔,用枚举法遍历相应数求解时, 应该对算法进行哪些调整?
学习活动3
编程验证鸡兔同笼问题
可以用循环结构实现,通过不断增加兔的数量和减少鸡的数量,逐步接近正确答案。
下面是一个参考程序。
a = 35 # 设置鸡数量的初始值 a
b = 0 # 设置兔数量的初始值 b
while True: # 用循环结构进行控制
c = a*2+b*4 # 计算脚的数量
if c == 94: # 比较 c 的值是否等于 94
print(' 鸡的数量 :', a) # 输出获得的结果
print(' 兔的数量 :', b)
break # 结束循环
else:
a = a-1 # 鸡的数量减少 1 只
b = b+1 # 兔的数量增加 1 只
拓展与提升
1.韩信是我国历史上很有领兵能力的一名将领。在民间流传着这样的一个故事。
有一次,汉军统帅韩信带 1 500 名勇士与楚军交战,战死四五百人。为了再战,韩信快速地清点了人数,他要求 3 人一排站队,结果多出 2 人;5人一排站队,多出 4 人;7 人一排站队,又多出 6 人。韩信马上宣布,我军有 1 049 名勇士。汉军本来就信服韩信,这一来更相信他有神机妙算。于是士气大振,一鼓作气,击败楚军。
那么,在知道了这三次布阵的结果后,韩信是如何算出到底有多少名士兵呢?如何设计算法让计算机来找出这个数?
2.在一千多年前的《孙子算经》中,也记录着这样一道算术题:今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?
用现代汉语描述这道题就是:现有一些不知道数量的物品,3 个一组数剩余2 个,5 个一组数剩余3 个,7 个一组数剩余2 个,这些物品的数量是多少?
尝试描述求解这个问题的算法,找到100 至1 000 之间符合条件的物品数量。
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