尺有鹑、寸有鷃——一道题算出十八亿只鸟
今有地,长一千步,广五百步,尺有鹑、寸有鷃。问鹑、鷃各几何?答曰鹑一千八百万,鷃一亿八千万。这道题只用两次乘法——长乘广、再乘三十六——就把一块地折算成一亿八千万只鸟。面积单位换算的威力,在一千八百年前就被算到了十亿量级。
原典
今有地,长一千步,广五百步,尺有鹑、寸有鷃。问:鹑、鷃各几何?
答曰:鹑一千八百万,鷃一亿八千万。
术曰:置长一千步,以广五百步乘之,得五十万;以三十六乘之,得一千八百万尺,即得鹑数;上十之,即得鷃数。
白话翻译
有一块地,长一千步,宽五百步。「尺有鹑」——每一平方尺落一只鹌鹑;「寸有鷃」——每一平方寸(准确说是每十平方寸)落一只鷃雀。问鹌鹑、鷃雀各有多少只?
答案是:鹌鹑一千八百万只,鷃雀一亿八千万只。
术文给的算法是:拿长一千步乘宽五百步,得五十万平方步;再乘三十六,得一千八百万平方尺,这就是鹑数;把它乘以十,就是鷃数。
整道题只有两次乘法,却把答案推到了十亿只的量级——在一个没有计算器的时代,这样的题本身就带着炫耀的技巧。
示意图
古人的算法
术文三步,每一步都有明确意义。
第一步,长乘广得面积(平方步)。
第二步,以三十六乘之,得平方尺。
关键在「三十六」:这是面积单位从「平方步」到「平方尺」的换算率。
一步等于六尺,所以
这正是面积单位换算的核心规律:两个长度单位的换算是「一尺六步」,两个单位的平方就是 。 古人不说「平方」,但「步六尺,故以三十六乘」的逻辑,跟今天「1 平方米 = 10000 平方厘米」是同一件事。
第三步,即得鹑数。 因为「尺有鹑」——每平方尺一只鹌鹑,所以
即一千八百万只,与答曰前半吻合。
第四步,上十之,即得鷃数。
即一亿八千万只,与答曰后半吻合。
「上十之」三字是本题的关键:鷃的单位(「寸」)比鹑的单位(「尺」)小十倍,所以同样面积上能落的鷃,数量就是鹑的十倍。这里不需要再换成「平方寸」——古人直接用「×10」绕过了繁琐的单位换算,因为 ,一字诀。
现代数学视角
用今天的单位制重做一遍。
设地块长 步、宽 步,1 步 = 6 尺。面积
每平方尺一只鹑,得 只;每十平方寸一只鷃,得
两条路都得同样答案。第二条路揭示了「上十之」的实质:鷃的单位面积是鹑的十分之一( 是 的十分之一),所以同面积下鷃数量是鹑的十倍。
量级感:一亿八千万是什么概念?如果每只鷃占 1 平方寸(约 6.25 平方厘米),一亿八千万只鷃铺开的面积是
大约是十六个标准足球场。这块 50 万平方步的地(约 150 万平方米)确实铺得下。 数学上没有矛盾,只是现实中不可能有这么多鸟。
这题真正教的是「单位的平方」。从「步」到「尺」是长度比 ,换算到面积就得平方成 。今天学生常在这里出错——把「1 米 = 100 厘米」错用成「1 平方米 = 100 平方厘米」。本题是纠正这个错误的绝佳素材:长度的比是几,面积的比就是几的平方。
高中课本关联
面积单位换算:、。本题的「乘三十六」正是 。让学生列出「长度比 → 面积比 → 体积比 」的规律,再回来看本题。
科学记数法:、。两次乘法就把数字推上十亿量级,是练科学记数法的好例子。
数列与乘法链:,每一步都是乘一个因子。可以让学生思考:如果「五步有鹑」而不是「尺有鹑」,该乘多少?
反比例与单位:同样一块地,单位取得越小(尺→寸),能容纳的个体越多,且恰好成反比。这是单位与数量的辩证关系,可以延伸讨论「为什么微观世界用纳米、天文学用光年」。
思考与拓展
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算一算:按术文重算——,(鹑),(鷃)。验算每步与答曰是否一致。
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为什么是三十六:一步等于六尺,请说明面积换算为什么要乘 而不是 6。如果改成「一丈八尺为一步」,该乘多少?
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改单位:若题意为「丈有鹑,尺有鷃」(每平方丈一只鹑、每平方尺一只鷃),鹑、鷃各多少?(提示:先算平方丈数,鹑数即平方丈数,鷃数 = 鹑数 × 100。)
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反问题:若已知某地有鹑 450 万只,问这块地长一千步时,广多少步?
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量级估算:若每只鷃占 1 平方寸,1.8 亿只鷃平铺需要多大面积?折合多少平方米?跟本题地块面积比,是大了、小了、还是差不多?
一句话总结
长乘广、乘三十六、再乘十——两次乘法把一块地算成了一亿八千万只鸟,也把面积单位换算的规矩讲透了。