《九章算术》的“盈不足篇”里有一个很有意思的老鼠打洞问题。原文这么说的:
今有垣厚十尺,两鼠对穿。大鼠日一尺,小鼠亦一尺。大鼠日自倍,小鼠日自半。问:何日相逢?各穿几何?
这道题的意思就是说:
有一堵十尺厚的墙,两只老鼠从两边向中间打洞。大老鼠第一天打一尺,小老鼠也是一尺。大老鼠每天的打洞进度是前一天的一倍,小老鼠每天的进度是前一天的一半。问它们几天可以相逢,相逢时各打了多少。其实这就是经典的相遇问题,只不过比一般的相遇问题稍微复杂点,因为两个物体的速度一直在变化。这道题的答案大家可以算算。
为了计算这题,专门用vbnet设计了一个分数类,专门用来计算分数。
Public Class Form1
'今有垣厚十尺,两鼠对穿。大鼠日一尺,小鼠亦一尺。大鼠日自倍,小鼠日自半。问:何日相逢?各穿几何?
Private Sub Button1_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button1.Click
Dim 大鼠 As New 分数(2, 3)
大鼠.相加(5, 6)
Me.Text = CStr(大鼠.分子) + " " + CStr(大鼠.分母)
End Sub
End Class
Public Class 分数
Public 分子 As Integer
Public 分母 As Integer
Sub New(a分子 As Integer, a分母 As Integer)
分子 = a分子
分母 = a分母
End Sub
Sub 自倍()
分子 = 分子 * 2
End Sub
Sub 自半()
分母 = 分母 * 2
End Sub
Sub 相加(b分子 As Integer, b分母 As Integer)
分子 = 分子 * b分母 + 分母 * b分子
分母 = 分母 * b分母
End Sub
Function 值() As Double
Return 分子 / 分母
End Function
End Class
在botton中测试了2/3与5/6相加的结果,答案是27/18
Public Class Form1
'今有垣厚十尺,两鼠对穿。大鼠日一尺,小鼠亦一尺。大鼠日自倍,小鼠日自半。问:何日相逢?各穿几何?
Private Sub Button1_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button1.Click
Dim 大鼠 As New 分数(1, 1)
Dim 小鼠 As New 分数(1, 1)
Dim 两鼠和 As New 分数(2, 1) '第一天已经有2尺了
Dim s As String = ""
For i = 2 To 5
大鼠.自倍()
小鼠.自半()
两鼠和.相加(大鼠.分子, 大鼠.分母)
两鼠和.相加(小鼠.分子, 小鼠.分母)
s = s + "第" + CStr(i) + "天:" + vbCrLf
s = s + "大鼠=" + 大鼠.输出 + " " + "小鼠=" + 小鼠.输出 + " ==> " + "两鼠和=" + 两鼠和.输出 + " 值=" + CStr(两鼠和.值) + vbCrLf
Next
TextBox1.Text = s
End Sub
End Class
Public Class 分数
Public 分子 As Int64
Public 分母 As Int64
Sub New(a分子 As Integer, a分母 As Integer)
分子 = a分子
分母 = a分母
End Sub
Sub 自倍()
分子 = 分子 * 2
End Sub
Sub 自半()
分母 = 分母 * 2
End Sub
Sub 相加(b分子 As Integer, b分母 As Integer)
分子 = 分子 * b分母 + 分母 * b分子
分母 = 分母 * b分母
End Sub
Function 值() As Double
Return 分子 / 分母
End Function
Function 输出() As String
Return CStr(分子) + "/" + CStr(分母)
End Function
End Class
结果:
第2天:
大鼠=2/1 小鼠=1/2 ==> 两鼠和=9/2 值=4.5
第3天:
大鼠=4/1 小鼠=1/4 ==> 两鼠和=70/8 值=8.75
第4天:
大鼠=8/1 小鼠=1/8 ==> 两鼠和=1080/64 值=16.875
第5天:
大鼠=16/1 小鼠=1/16 ==> 两鼠和=33728/1024 值=32.9375
梳理一下思路:
第一天:大鼠=1,小鼠=1,挖完2尺
第2天:
大鼠=2/1 小鼠=1/2 ==> 两鼠和=9/2 值=4.5 挖完4.5尺
第3天:
大鼠=4/1 小鼠=1/4 ==> 两鼠和=70/8 值=8.75 挖完8.75尺
这一天大鼠共挖了1+2+4=7,小鼠共挖了1+1/2+1/4=1+6/8=1.75
第4天:
大鼠=8/1 小鼠=1/8 ==> 两鼠和=1080/64 值=16.875 挖完16.875 尺
也就是说到第4天就可以挖完。最后一天各挖了一部分。
大家说是不是这样算呢?