例一:大小两数的和是十七,差是五,求两数。
马先生侧着身子在黑板上写了一道题,转过来对着听众,两眼朝大家扫视了一遍。
“周学敏,这道题你会算了吗?”周学敏也是一个对于学习算学感到困难的学生。
周学敏站起来,回答道:“这和前面的例子是一样的。”
“不错,是一样的,你试将图画出来看一看。”
周学敏很规矩地走上讲台,迅速在黑板上将图画了出来。
马先生看了看,问:“得数是多少?”
“大数十一,小数六。”
周学敏虽然得出了这个正确的答案,但好像不是很满意,回到座位上,两眼迟疑地望着马先生。
马先生觉察到了,向着他问:“你还有点放心不下吗?”
周学敏立刻回答道:“虽然画法是懂得了,但是这个题的算法还是不明白。”
马先生点了点头说:“这个问题,很有意思。不过你们应当知道,这只是算法的一种,因为它比较具体而且有一定的法则可依,所以很有价值。由这种方法计算出来以后,再仔细地观察、推究算术中的计算法,有时便可得出来。”
图 10
如图 10, OA 是两数的和, OC 是两数的差, CA 便是两数的和减去两数的差, CF 恰是小数,又是 CA 的一半。因此就本题说,便得出:
OF 既是大数, FA 又等于 CF ,若在 FA 上加上 OC ,就是图中的 FH ,那么 FH 也是大数,所以 OH 是大数的二倍。由此,又可得下面的算法:
记好了 OA 是两数的和, OC 是两数的差,由这计算,还可得出这类题的一般的公式来:
(和+差)÷2=大数, 大数-差=小数;
或
(和-差)÷2=小数, 小数+差=大数。
例二:大小两数的和为二十,小数除大数得四,大小两数各是多少?
这道题的两个条件是:(1)两数的和为二十,这便是和一定的关系;(2)小数除大数得四,换句话说,即大数是小数的四倍,——倍数一定的关系。由(1)得图中的 AB ,由(2)得图中的 OD 。 AB 和 OD 交于 E 。
由 E 横看得 16,竖看得 4。大数 16,小数 4,就是所求的解答。
图 11
“你们试由图上观察,发现本题的计算法,和计算这类题的公式。”马先生一边画图,一边对大家说。
大家都睁起两眼盯着黑板,只有周学敏还算勇敢:“ OA 是两数的和, OF 是大数, FA 是小数。”
“好! FA 是小数。”对周学敏的这个发现,马先生好像感到惊讶,“那么, OA 里一共有几个小数?”
“5 个。”周学敏。
“5 个?从哪里来的?”马先生有意地问。
“ OF 是大数,大数是小数的 4 倍。 FA 是小数, OA 等于 OF 加上 FA 。4 加 1 是 5,所以有 5 个小数。”王有道。
“那么,本题应当怎样计算?”马先生。
“用 5 去除 20 得 4,是小数;用 4 去乘 4 得 16,是大数。”我回答。
马先生静默了一会儿,提起笔在黑板上一面写,一面说:“要这样,在理论上才算完全。”
20÷(4+1)=4……小数
4×4=16……大数
接着又问:“公式呢?”
大家差不多一齐说:“和÷(倍数+1)=小数,小数×倍数 =大数。”
例三:大小两数的差是六,大数是小数的三倍,求两数。
马先生将题目写出以后,随即一声不响地将图画出,问:
图 12
“大数是多少?”
“9。”大家齐声回答。
“小数呢?”
“3。”也是众人一齐回答。
“在图上, OA 是什么?”
“两数的差。”周学敏。
“ OF 和 AF 呢?”
“ OF 是大数, AF 是小数。”我抢着说。
“ OA 中有几个小数?”
“3 减 1 个。”王有道不甘退让地争着回答。
“周学敏,这题的算法怎样?”
“6÷(3-1)=6÷2=3……小数,3×3=9……大数。”
“李大成,计算这类题的公式呢?”马先生表示默许以后又问。
“差÷(倍数-1)=小数,小数×倍数=大数。”
例四:周敏和李成分三十二个铜板,周敏得的比李成得的三倍少八个,各得几个?
马先生在黑板上写完这道题目,板起脸望着我们,大家不禁哄堂大笑,但不久就静默下来,望着他。
马先生:“这回,老文章有点儿难抄袭了,是不是?第一个条件两人分三十二个铜板,这是‘和一定的关系’,这条线自然容易画。第二个条件却是含有倍数和差,困难就在这里。王有道,表示这第二个条件的线怎样画法?”
王有道受窘了,紧紧地闭着双眼思索,右手的食指不停地在桌上画来画去。
马先生:“西洋镜凿穿了,原是不值钱的。只要想想昨天讲过的三个例子的画线法,本质上毫无分别。现在不妨先来解决这样一个问题,‘甲数比乙数的二倍多三’,怎样用线表示出来?
“在昨天我们讲最后三个例子的时候,每图都是先找出 A 、 B 两点来,再连接它们成一条直线,现在仍旧可以依样画葫芦。
“用横线表乙数,纵线表甲数。
“甲比乙的二倍多三,若乙是零,甲就是 3,因而得 A 点。若乙是1,甲就是 5,因而得 B 点。
图 13
“现在从 AB 上的任意一点,比如 C ,横看得 11,竖看得 4,不是正合条件吗?
“若将表示小数的横线移到 3 x ,对于 3 x 和 3 y 来说, AB 不是正好表示两数定倍数的关系吗?
“明白了吗?”马先生很庄重地问。
大家只能默示已经明白。接着,马先生又问:
“那么,表示‘周敏得的比李成得的三倍少八个’,这条线该怎么画?周学敏来画画看。”大家又笑一阵。周学敏在黑板上画成下图:
图 14
“由这图看来,李成一个钱不得的时候,周敏得多少?”马先生问。
“8 个。”周学敏答。
“李成得 1 个呢?”
“11 个。”有一个同学回答。
“那岂不是文不对题吗?”这一来大家又呆住了。毕竟王有道的算学好,他说:“题目上是‘比三倍少八’,不能这样画。”
“照你的意见,应当怎样画?”马先生问王有道。
“我不知道怎样表示‘少’。”王有道答。
“不错,这一点须特别注意。现在大家想,李成得三个的时候,周敏得几个?”
“1 个。”
“李成得四个的时候呢?”
“4 个。”
“这样 A 、 B 两点都得出来了,连起 AB 来,对不对?”
“对——!”大家露出有点儿乐得忘形的神气,拖长了声音这样回答,简直和小学三四年级的学生一般,惹得马先生也笑了。
图 15
“再来变一变戏法,将 AB 和 OY 都往回拉长,得交点 E 。 OE 是多少?”
“8。”
“这就是‘少’的表出法,现在归到本题。”马先生接着画出了图 16。
“各人得多少?”
图 16
“周敏二十二个,李成十个。”周学敏。
“算法呢?”
“(32+8)÷(3+1)=40÷4=10……李成得的数。
10×3-8=30-8=22……周敏得的数。”我说。
“公式呢?”
好几个人回答:
“(总数+少数)÷(倍数+1)=小数,
小数×倍数-少数=大数。”
例五:两数的和是十七,大数的三倍与小数的五倍的和是六十三,求两数。
“我用这个题来结束这第四段。你们能用画图的方法求出答案来吗?各人都自己算算看。”马先生写完了题这么说。
跟着,没有一个人不用铅笔、三角板在方格纸上画。——方格纸是马先生预先叫大家准备的——这是很奇怪的事,没有一个人不比平常上课用心。同样都是学习,为什么有人被强迫着,反而不免想偷懒;没有人强迫,比较自由了,倒一齐用心起来。这真是一个谜。
和小学生交语文作业给先生看,期望着先生说一声“好”,便回到座位上誊正一般,大家先后画好了拿给马先生看。这也是奇迹,八九个人全没有错,而且完成的时间相差也不过两分钟。这使马先生感到愉快,从他脸上的表情就可看出来。不用说,各人的图,除了线有粗细以外,全是一样,简直好像印板印的一样。
各人回到座位上坐下来,静候马先生讲解。他却不讲什么,突然朝王有道问:“王有道,这道题用算术的方法怎样计算?你来给我代课,讲给大家听。”马先生说完了就走下讲台,让王有道去做临时先生。
王有道虽然有点儿腼腆,但最终还是拖着脚上了讲台,拿着粉笔,硬做起先生来。
“两数的和是十七,换句话说,就是大数的一倍与小数的一倍的和是十七,所以用三去乘十七,得出来的便是大数的三倍与小数的三倍的和。
“题目上第二个条件是大数的三倍与小数的五倍的和是六十三,所以若从六十三里面减去三乘十七,剩下来的数里,只有‘五减去三’个小数了。”王有道很神气地说完这几句话后,便默默地在黑板上写出下面的式子,写完低着头走下讲台。
(63-17×3)÷(5-3)=12÷2=6……小数
17-6=11……大数
图 17
马先生接着上了讲台:“这个算法,你们大概都懂了吧?我想你们依了前几个例子的样儿,一定要问:‘这个算法怎样从图上可以观察得出来呢?’这个问题却把我难住了。我只好回答你们,这是没有法子的。你们已学过了一点代数,知道用方程式来解算术中的四则问题。有些题目,也可以由方程式的计算,找出算术上的算法,并对那算法加以解释。但有些题目,要这样做却很勉强,而且有些简直勉强不来。各种方法都有各自的立场,这里不能和前几个例子一样,由图上找出算术中的计算法,也就因为这个。
“不过,这种方法比较具体而且确定,所以用来解决问题比较便当。由它虽有时不能直接得出算术的计算法来,但一个题已有了答案总比容易推敲些。对于算术方法的思索,这也是一种好处。
“这一课就这样完结吧。”