术名:粟米·第30题——麦三䵂十,率之所施
今有麦八斗六升、七分升之三,欲为小䵂。以三为率,以十为法,粟米折换之间尽显古人之智。
原典
今有麦八斗六升、七分升之三,欲为小䵂,问:得几何?
答曰:为小䵂二斗五升、一十四分升之一十三。
术曰:以麦求小䵂,三之,十而一。
白话翻译
现有麦子八斗六升又七分升之三,想把它折算成小䵂(一种磨碎后的麦粉),问:能得多少小䵂?
答:可得小䵂二斗五升又一十四分升之一十三。
折算方法:已知麦求小䵂,把麦的数量乘以三,再除以十。
示意图
数学解读
一、现代解法:统一单位,按率折算
第一步:把"麦"的数量全部换算成升。
已知:1斗 = 10升
麦的总量:
第二步:应用率比"麦三䵂十"。
术文"三之,十而一"的含义是:麦数 × 3 ÷ 10,即乘以率比 。
第三步:把结果还原为"斗—升—分数升"的表述。
因为 1斗 = 10升,所以:
但古人的答案是"二斗五升、一十四分升之一十三",即 。
验算:
所以 ,与标准答曰完全一致。
二、古术逐句讲解
"以麦求小䵂"——指明问题类型:已知麦的量,求对应的小䵂的量。这是粟米章的核心业务:不同粮食及加工品之间的折算。
"三之"——把麦数乘以三。这里的"三"是率比中的"麦率"。
"十而一"——把所得结果除以十。这里的"十"是率比中的"䵂率"。
合起来就是:
三、古今对照验证
| 步骤 | 古代算法 | 现代算式 |
|---|---|---|
| 原始数据 | 麦八斗六升七分升之三 | 升 |
| 率比 | 麦三䵂十 | 乘以 |
| 运算 | 三之,十而一 | |
| 结果 | 二斗五升十四分升之一十三 |
数字完全吻合。
四、率比"麦三䵂十"的经济学含义
"麦三䵂十"意味着:3份麦 → 10份小䵂。
这看起来像是"变多"了,实则不然。小䵂是磨碎的麦粉,密度、计量方式都与整粒麦不同。这个率比反映的是当时实际的加工兑换标准——可能涉及加工费、损耗补偿或不同计量容器的差异。
从数学角度看,这是一个率(ratio)的应用:两种量之间存在固定的倍数关系。
五、中西比较
《九章算术》粟米章(约公元前1世纪成书)系统整理了28种粮食及加工品的率比,形成完整的折算体系。
同一时期,古罗马的算术著作(如公元前1左右的《几何学》残篇)也有比例问题,但多以几何形式呈现,缺乏如此系统的"商品折算表"。
古印度《绳法经》(约公元前5世纪)虽有比例计算,但主要用于宗教建筑,而非商业兑换。
中国古代数学的这一特色——以"率"为核心的商业算术体系,在世界数学史上独树一帜。
高中课本关联
知识点: 人教A版必修第一册《集合与常用逻辑用语》之后的《一元二次方程、不等式》章节中,以及选择性必修中的"数列"部分,都涉及比例与率的思想。
高考考法:
- 数学文化题:以《九章算术》原文为素材,考查阅读理解与数学建模能力(如2020年全国卷)。
- 比例应用题:工程问题、溶液配比问题中,核心思想与"粟米折换"一致——找到率比,按比例计算。
- 数列与率:等差、等比数列的通项公式,本质上也是"率"的推广。
本题核心能力:单位换算、分数运算、率比应用——这些都是高中数学的基础功。
思考与拓展
1. 如果反过来,已知小䵂二斗五升十四分升之一十三,求原来的麦是多少?请用古术"十之,三而一"验证。
2. 粟米章共有28种率比。如果麦与粟的率比为"麦五粟三",那么本题所得的小䵂若要再折算成粟,该如何操作?请设计一个两步折算的流程。
3. 古人的分数表述"一十四分升之一十三"与现代的 升在书写顺序上有何不同?这种差异反映了怎样的数学文化特点?
一句话总结
"三之,十而一"六字术文,浓缩了率比运算的精髓:找准率、定好法,乘除之间,折算立得。