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【趣味数学题】两人行《九章算术·勾股14》

2021-11-22 10:45 作者:AoiSTZ23  | 我要投稿

郑涛(Tao Steven Zheng)著

【问题】

《九章算术·勾股14》

【原文】

今有二人同所立。甲行率七,乙行率三。乙东行,甲南行十步而邪东北与乙会。问:甲、乙行各几何?

今译

假设有二人站在同一个地方。甲走的率是7,乙走的率是3。 乙向东走,甲向南走10步,然后斜着向东北走,恰好与乙相会。问:甲、乙。各走多少步?


【题解】

这个问题应用勾股数。设 a%20 为甲南行、b%20 为乙东行、c 为甲斜行。设 m 为甲行率、n 为乙行率。《九章算术》给出勾股数的公式:

a%20%3A%20b%3A%20c%20%3D%20%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D(%7Bm%7D%5E%7B2%7D%20-%20%7Bn%7D%5E%7B2%7D)%20%3A%20mn%20%3A%20%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D(%7Bm%7D%5E%7B2%7D%20%2B%7Bn%7D%5E%7B2%7D)

m%20%3D%207%20 n%20%3D%203 来计算勾、股、弦的比率。然后算出各人行进的距离。

a%20%3A%20b%3A%20c%20%3D%20%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D(%7B7%7D%5E%7B2%7D%20-%20%7B3%7D%5E%7B2%7D)%20%3A%207%20%5Ctimes%203%20%3A%20%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D(%7B7%7D%5E%7B2%7D%20%2B%7B3%7D%5E%7B2%7D)

a%20%3A%20b%20%3A%20c%20%3D%2020%20%3A%2021%20%3A%2029

按比例,乙东行的路程为:

%20%5Cfrac%7B10%20%5Ctimes%2021%7D%7B20%7D%20%3D%2010.5

甲斜行的路程为

%5Cfrac%7B10%5Ctimes%2029%7D%7B20%7D%20%3D%2014.5

甲行24.5步(南行10步,斜行14.5步); 乙行10.5步。


《九章算术》的答案与解法

【原文】

答曰:乙东行一十步半;甲邪行一十四步半及之。

术曰:令七自乘,三亦自乘,并而半之,以为甲邪行率。邪行率减于七自乘,余为南行率。以三乘七为乙东行率。置南行十步,以甲邪行率乘之,副置十步,以乙东行率乘之,各自为实。实如南行率而一,各得行数。

【今译】

答案:乙向东走 10.5 步;甲斜着走 14.5 步与乙会合。

解法:令7自乘,3也自乘,两者相加,除以2,作为甲斜着走的率。从7自乘中减去甲斜着走的率,其余数作为甲向南走的率。以3乘7作为乙向东走的率。布置甲向南走的10步,以甲斜着走的率乘之,在旁边布置10步,以乙向东走的率乘之,各自作为实。实除以甲向南走的率,分别得到甲斜着走的及乙向东走的步数。





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