分绵:余数化成两,再除一次
绵九万一千一百三十五斤,给与三万六千四百五十四户,问户得几何?答曰二斤八两。这道题的答案带一个「两」字——不是巧合。术文先除出二斤,剩下一万八千多斤除不尽,于是「以一十六乘之,得二十九万一千六百三十二两,以户除之」,把余数化成两再除一遍。一套动作,讲透了有余除法中「单位升级」的全部道理。
原典
今有绵,九万一千一百三十五觔,给与三万六千四百五十四户。问:户得几何?
答曰:二觔八两。
术曰:置九万一千一百三十五觔,为实;以三万六千四百五十四户,为法。除之,得二觔,不尽一万八千二百二十七觔,以一十六乘之,得二十九万一千六百三十二两,以户除之,即得。
白话翻译
有绵九万一千一百三十五斤,要分给三万六千四百五十四户。问每户得多少?
答案是:二斤八两。
术文给的算法是:拿九万一千一百三十五斤作为被除数,三万六千四百五十四户作为除数。除一下,得二斤,还剩一万八千二百二十七斤除不尽;于是拿十六乘这个余数,得二十九万一千六百三十二两,再拿户数除,就得零头。
这道题的核心不在除法,在「余数怎么办」。 一斤以下还有更小的单位「两」,古人把余数化成两继续除——这是古代处理有余除法的标准动作,也是今天小数的前身。
示意图
古人的算法
第一步,分出整斤。 以户数为法除总量:
验算:, ✓
术文「除之,得二觔,不尽一万八千二百二十七觔」。
第二步,余数化成两。 一斤十六两,所以
术文「以一十六乘之,得二十九万一千六百三十二两」。
第三步,再除一次。
验算: ✓ 恰好除尽,一两不剩。
合起来:每户得 二斤八两。
这个「恰好除尽」不是巧合。 反推一下:若每户得 斤 两 斤,则总数应为 斤——正是题面所给。编题者先定每户二斤八两,再反推出总量九万一千一百三十五斤。 中算书编题常这样:先定答案,反凑数据,让每一步都能整除。
现代数学视角
用今天的小数,这道题一行就完:
斤 两,所以答案是二斤八两。
两种算法的关系,正是「分数与小数的古今之分」。
术文走的是「单位升级 + 再除一次」的路:把余下的 斤不写成 斤,而是换成 8 两。今天我们用小数点, 一个符号搞定。但本质完全一样:都是把「不夠一整分的部分」用更细的单位表示。
术文的做法甚至有一个今天小数没有的优点:它天然保留了单位。 斤到底是二斤八两,看一眼小数点还要换算;古人直接说「二斤八两」,市集上立刻能称。在没有标准重量单位的古代,报出「二斤八两」比报出「二点五斤」更实用。
为什么一斤是十六两? 秦汉度量衡定「十六两为一斤」,与「二十四铢为一两」配套,整套衡制都是十六进制与二十四进制混用。这个「十六两」一直用到 20 世纪中叶,才有「十两一斤」的市斤。成语「半斤八两」说的正是这套旧制——半斤等于八两,比喻彼此相当。
高中课本关联
有余除法与余数处理:。古人不停在余数上,而是把余数化成下级单位继续除——这正是小数展开的朴素版本。
分数与小数互化:。让学生写出三种等价形式(带分数、假分数、小数),并换算成斤两。
单位进制:一斤十六两,是十六进制。让学生查一下还有哪些「非十进制」单位(时间 60 秒一分、角度 60 分一度、英制 12 件一打),讨论为什么这些领域不用十进制。
反向编题:已知每户 2 斤 8 两、共 36454 户,反推总量 斤。让学生体会古人编题的逻辑。
思考与拓展
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算一算:按术文算—— 余 ;;。三步都要验算。
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小数对照:把 算成小数,验证是 ;再把 斤换算成两,看是否与术文一致。
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改数据:若总量改为十二万斤、户数仍三万六千四百五十四户,每户得几斤几两?(提示: 斤,注意余数化两后是否除尽。)
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十六进制的痕迹:查「半斤八两」的典故,说明旧制为什么一斤是十六两;再查今天的市斤(十两一斤)是什么时候改的。
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反向编题:自己编一道题:先定每户得三斤十四两、共两万户,反推总量。然后请同学按术文三步解出来,验证能否整除。
一句话总结
除出二斤还剩一万八千多斤,古人把这堆余数乘十六化成两,再除一次,正好八两——有余除法的下半场,藏在小数出现之前的两千年里。