分绢七百八十七?一个数字拆穿粗心
绢七万八千七百三十二匹,令一百六十二人分之,问人得几何?答曰四百八十六匹。数字整整齐齐地除尽——可如果稍不留神把它估成七百八十七,就错得离谱。这一讲讲怎么用单位把它按回来。
原典
今有绢,七万八千七百三十二匹,令一百六十二人分之。问:人得几何?
答曰:四百八十六匹。
术曰:置绢七万八千七百三十二匹为实,以一百六十二人为法。实如法,即得。
白话翻译
有一批绢,共七万八千七百三十二匹。现在让一百六十二个人来分。问:每个人得多少?
答案是:每人四百八十六匹。
术文的算法是:把绢七万八千七百三十二匹当作「实」(被除数),把一百六十二人当作「法」(除数)。除一遍,就得到答案。
示意图
古人的算法
术文仍然是那道标准模板——点实、点法、一句「除之,即得」。数字上的全部内容就是
先说一个最容易犯的错。 看到七万八千人分七万八千匹,很多人会脱口而出「差不多一人七百多匹」。粗算:,已经远超 78732。这一撞就知道估高了。七百多这个数只能作废,真实答案在五百以下:,仍高于 78732;,低于它。商落在 480 与 500 之间。
余下 972 匹再分给 162 人,每人再得 6 匹()。所以
验算答曰:,与题设的七万八千七百三十二匹严丝合缝,余数为 0。「四百八十六匹」完全正确。
这道题还有一层好看的地方:它除尽了。把它拆开看
被除数和除数都是高次幂的组合,商自然干净。这不是偶然——《孙子算经》编题时选数字,常常让答案落在整数上,便于用算筹一步到底。反过来,卷下第 6 题那道「租九万八千七百六十二斛」(第 44 讲)就留了一个 12 斛的零头,两题并排看,正好是「除尽」与「有余」两种情形的配对。
现代数学视角
用今天的记号,这是一道最朴素的整数除法
分子分母先约分:,,约去 之后得 。约分和长除法是同一条路的两种走法,一条先拆因子再化简,一位一位往下除,终点相同。
真正值得练的是量纲意识。「匹」是绢的单位,「人」是个数单位,两者相除得到「匹每人」——这正是「分母是两个不同类的量」的最早实例。今天物理里说速度单位是「米每秒」、密度是「千克每立方米」,与「匹每人」是同一个构造:一个单位除以另一个单位,得到一个新的单位。 高中物理一上来就要求「算式带单位运算」,源头就在这里。
还有一条反向的验算习惯:答案求出后乘回去。,一个乘法就把整道题验完了。会验算的人不会把七百八十七写成答案——因为 会算出十二万七千多匹,比题给的还多出四万八千匹,一眼就看出来不对。
高中课本关联
整除与最大公约数:,也就是除数整除了被除数。课本由此给出「 能被 整除」的定义,并把这类判断转化成质因数分解:各处指数取小。本题分析中约去 正是这一步。
分数与约分:把 化成最简分数,答案是整数 486。约分的规则(分子分母同除公因数,值不变)在本题上得到最干净的体现——约到最简已经不是分数而是整数,说明两个数之间有整除关系。
单位与量纲:「匹每人」这个单位在物理里对应密度、速率一类的导出单位。数学上它是量的比,物理上它要求单位参与运算。养成「算完带上单位、单位也要约」的习惯,是初中到高中的一道关键坎。
思考与拓展
- 换人数:若一百六十人分之,问人得几何?此时有零头吗?若改一百六十三人,商和余数各是多少?
- 估答案:不列竖式,只用 与 两个整估,把本题的商夹出一个范围,再求准确值。
- 拆因数:把 78732、162、486 都分解质因数,说明为什么这道题恰好除尽。若把绢数改为 78733,还能除尽吗?差在哪一个因子上?
- 倒过来问:若一百六十二人分之,每人得四百八十六匹,问共有绢几何?再用「每人四百八十七匹」试算,总数多出多少?这说明总数有唯一性吗?
- 配单位:若一匹马每天吃 6 升料,问 12 匹马 5 天共吃多少升?把「匹每人」和「升每匹每天」对照着写,说明单位相乘、相除各在什么情形下出现。
一句话总结
,一匹不多一匹不少——会乘回去验算的人,永远不会把七百八十七当成答案。