十一、分工合作(1 / 1)

关于计算工作的题目,一向我是有点神秘之感的。今天马先生一写出这个标题,我便很兴奋。

“我们先讲原理吧!”马先生说,“其实拆穿西洋镜也平凡得很。工作,只是劳力、时间和效果三项的关联。费了多少力气,经过若干时间,得到什么效果,所谓工作的问题,不过如此。想穿了,和运动的问题毫没有两样,速度就是所费力气的表现,时间不用说就是时间,而所走的距离,正是所得到的效果。”

真奇怪!一经说明,我也觉得运动和工作是同一件事了,然而平时,为什么想不到呢?

马先生继续说道:“在匀速运动中,基本的关系是:

“距离=速度×时间。

“而在均一的工作中——所谓均一的工作,就是经过相同的时间,所做的工相等——基本的关系,便是:

“工作=劳力×时间。

“现在还是转到问题上去吧。”

例一:甲四日可成的事,乙须十日才能成就。若两人合做,一天可成就多少?几天可以做完?

这题的作图,不用说和关于行路的,骨子里没有两样了。我们所踌躇的,就是行路的问题中,全距离总有数目表示出来,这里却没有,应当怎样处理呢?但这困难马上就解决了,马先生说:

“全部工作就算1,无论用多长表示都可以。不过为了易于观察,无妨用一小段作1,而以甲、乙二人做工的日数4和10的最小公倍数20作全部工作。试用纵的表示工作,横的表示日数——两小段1日——甲、乙各自的工作线怎样画法?”

到了这一步,我们没有一个人不会画了。OA是甲的工作线,OB是乙的工作线。各人画好争着交给马先生看,其实他已知道我们都会画了,眼睛并不曾看到各人的画上,尽管口里说“对的,对的”。大家归到座位上后,马先生便问:

“那么,甲、乙每人一日做多少工作?”

图上表示得很明白,1E是四分之一,1F是十分之一。

“甲一天做四分之一,乙一天做十分之一。”差不多是全体同声回答。

“现在就来回答题上所问的了,两人合做一日,完成多少?”马先生问。

“二十分之七。”王有道回答。

“怎样知道的?”马先生望着他。

“四分之一加上十分之一,就是二十分之七。”王有道说。

“这是算出来的,不行。”马先生说。

这可把我们难住了。

马先生笑着说:“人的事,往往如此,极容易的,常常使人发呆,感到不知怎样地困难——1E是甲一日所成就的,1F是乙一日所成就的,把1F接在1E上,得D点,1D不就是两人合做一日所成就的吗?”

不错,从D点横了一看,正是二十分之七。

“那么,试把OD连起来,并且引长到C,和OA,OB相齐。两人合做二日成就多少?”马先生问。

“二十分之十四。”我回答。

“就是十分之七。”周学敏加以修正。

“半斤自然是八两,现在我们倒不必管这个。”马先生说得周学敏有点难为情了,“几天可以成就?”

“三天不到一点。”王有道说。

“为什么?”马先生问。

“从C看下来是二又十分之八的样子。”王有道说。

“为什么从C看下来就是的呢?周学敏!”马先生指定他回答。我倒有点替他着急,然而出于意料之外,他立刻回答道:

“均一的工作,逐日的成就是一样的,所以做了若干天的成就,和做一天的成就,只是‘定倍数’的关系,OC线正表示这关系,C点又在表示全工作的横线上,所以OK便是所求的日数。”

“不错!讲得很明白!”马先生非常满意。

周学敏真进步得快!下课以后,我不自觉地,因为钦敬他的进步,便找他一起散步。边散步,边谈,不几句话,就谈到算学上去了。他说,我这几天害的是“算学迷”,这样下去会成“算学疯子”的。不知道他是不是在和我开玩笑,不过一直这十来天,我对于算学很感到丢不下,却是真情。我问他,为什么进步得这样快,他却不承认有什么大的进步,我便说:

“不是有好几次,你回答马先生的问话,都很清楚,就是马先生也很满意吗?”

“这不过是听了几次讲以后,我就找出马先生的法门来了。说来说去,不外三种关系:一、和一定;二、差一定;三、倍数一定。所以我就只从这三点上去想。”周学敏这样回答。我对于这回答,非常高兴,但不免有点惭愧,为什么一样地听,我却不会捉住这法门呢?而且我也有点怀疑:“这法门一定灵吗?”

我便这样问他,他想了一想:“这我不敢说。不过,过去都灵就是了,几时我们在课外去问问马先生。”

我真是害“算学迷”了,立刻就拉了他一同去。走到马先生的房里,他正躺在藤榻上冥想,手里拿着一把蒲扇,不停地摇,一见我们便笑着问道:

“有什么难题了!是不是?”

我看了周学敏一眼,周学敏说:“听了先生这十来次的讲,觉得说去说来,总是‘和一定’‘差一定’‘倍数一定’,是不是所有的问题都逃不出这三种关系呢?”

马先生想了一想:“就问题的变化上说,自然是如此。”

这话我们不很明白,他似乎看出来了,接着说:“比如说,两人年岁的差一定,这是从他们一生下来,一直活下去当中看出来的。又比如,走的路程和速度是定倍数的关系,这也是从时间的连续中看出来的。所以说就问题的变化上说,逃不出这三种关系。”

“为什么逃不出?”我大胆地发了这么一个呆问,心里有些忐忑。

“不是为什么逃不出,是我们不许它逃出。因为我们对于数量的处理,在算学中,只有加、减、乘、除四种方法。加法产生和,减法产生差,乘、除法产生倍数。”

这我们才明白了。后来又听了马先生谈些别的问题,我们就退出来。因为这段话更是理解算学的基本,所以我补充在这里。现在回到本题的算法上去,这是没有经马先生讲,我们都晓得了的。

马先生提示一个别解法,更是妙:“真把工作当成行路一般看待,那么,这问题便可看成甲从一端动身,乙从另一端动身,两人几时相遇一样。”

当然一样呀!我们不是可以把全部工作看成一长条,而甲、乙各从一端相向进行工作,如卷布一样吗?

这一来,图解和算法更是容易思索了。图中OA是甲的工作线,CD是乙的,OA和CD交于E。从E看下来仍是二又十分之八多一点。

例二:一水槽装有进水管和出水管各一支,进水管八点钟可流满,出水管十二点钟可流尽,若两管同时打开,几点钟可流满?

这题和例一的不同,就事实上一想便明白的,每点钟槽里储蓄的水量,是两水管流水量的差。而例一作图时,将1F接在1E上得D,1D表示甲、乙工作的和。这里自然要从1E截下1F得1D,表示两水管流水的差了。流水就是水管在工作呀!所以OA是进水管的工作线,OB是出水管的工作线,OC便是它们俩的工作差,而表示定倍数的关系。由C点看下来得二十四点钟,算法如下:

当然,这题也可以有一个别解。我们可以想象为:出水管距入水管一个全路程,两人同时动身,进水管是从后面追出水管,看要什么时候追上。OA是出水管的工作线,1C是进水管的工作线,它们相交于E,横看过去正是二十四小时。

例三:甲、乙二人合做十五日完工,甲一人做二十日完工,乙一人做几日完工?

“这只是就例一推衍的玩意儿,你们应当会做了。”结果马先生指定我画图和解释。

本来不过是例一的图中先有了OA,OC两条线而求画OB线,照前例,所取的ED应在10日的纵线上且应等于10F。依ED取10F便可得F点,连OF引长便得OB。在我画图的时候,本是照这样在1日的纵线上取1F的。但马先生说,那里太狭了,不易正确,因为OA和OC间的纵线距离和同一纵线上OB到横线的距离总是相等的,所以无妨在别地方去取F。就图看去,在10这点,纵上OA,OC,相隔正是五小段。我就从10纵上五小段取F,连OF引长到和C,A相齐,纵看下来是60。乙要做六十日才完。对于这样大的答数,我有点放心不下,好在马先生没有说什么,我就认为对了。后来计算的结果,确实是要六十日才做完。

本题照别解法做,那就和这样的题相同:

——甲、乙二人由两地同时动身,相向而行,十五小时在途中相遇,甲走完全路需二十小时,乙走完全路需几小时?

所以,先作OA表示甲的工作,次从十五时这点画纵线和OA交于E点,连DE引长到C,便得六十日。

例四:甲、乙二人合做一工,五日成就三分之一,其余由乙独做,十六日成就,甲、乙独做全工各需几日?

“这题难不难?”马先生写完了题,这样问。

“难者不会,会者不难。”周学敏很顽皮地回答。

“你是难者,还是会者?”马先生跟着问周学敏。

“二人合做,五日成就三分之一,五日和工作三分之一的两条线交于K,连OK引长得OC,这是两人合做的工作线,所以两人合做共需十五日。”周学敏说。

“末了一句是不必要的。”马先生加以纠正。

“从五日后十六日共是二十一日,二十一日这点的纵线和全工作这点的横线交于H,连KH便是乙接着独做十六日的工作线。”

“对的!”马先生赞赏地说。

“过O作OA和KH平行,这是乙一人独做全工作的工作线,他二十四日做完。”周学敏说完停住了。

“还有呢?”马先生催促他。

“在十日这点的纵线上量OC和OA的距离ED,从10这点起量10F等于ED,得F点。连OF并且引长,得OB,这是甲的工作线,他一人独做需四十日。”周学敏真是有了可惊的进步,他的算学从来不及王有道的呀!马先生夸奖他说:

“周学敏,你已经握住解决问题的锁钥了。”

这题当然也可用别的解法做,不过和前面几题的大同小异,所以略去,至于它的算法,那就是:

例五:甲、乙、丙三人合做一工程,八日做去一半。由甲、乙二人继续,又是八日,成就残工的五分之三。再由甲一人独做,十二日成就。甲、乙、丙独做全工,各需几日?

马先生写完了题时,王有道随口说:“越来越复杂。”马先生听了含笑说道:

“应当说越来越简单呀!”大家都不说话,题目明明白白地比较复杂起来,马先生反说应当说越来越简单,岂非奇事。然而他的解说是:

“前面几个例题的解法,如果都已彻底明了了,这个题,不就只是照抄老文章便可解决了吗?有什么复杂呢?”

这自然是没错的,不过抄老文章罢了!

(1)先依八日做去一半这条件画OF,是三人合作八日的工作线,也是三人合作的工作线的方向。

(2)由F起,依八日成就残余工作的五分之三这条件,作FG,这便表示甲、乙二人合作的工作线的“方向”。

(3)由G起,依十二日成就这条件,作GH,这便表示甲一人独做的工作线的“方向”。

(4)过O作OA平行于GH,得甲一人独做的工作线,他要六十日才做完。

(5)过O作OE平行于FG,这是甲、乙二人合做的工作线。

(6)在10这点的纵线和OA交于J,和OE交于I。照10J的长,由I截下来得K,连OK并且引长得OB,就是乙一人独做的工作线,他要四十八日完成全工。

(7)在8这点的纵线和甲、乙合做的工作线OE交于L,和三人合作的工作线OF交于F。从8起在这纵线上截8M等于LF的长,得M点。连OM并且引长得OC,便是丙一人独做的工作线,他四十日就可完成全部工作了。

作图如此,算法也易于明白。

甲独做:

乙独做:

丙独做:

例六:一工程,甲、乙合作三分之八日成就,乙、丙合作三分之十六日成就,甲、丙合作五分之十六日成就,一人独做各几日成就?

“这倒是真正的越来越复杂,老文章不好直抄了。”马先生说。

“不管三七二十一,先把每两人合作的工作线画出来。”没有人回答,马先生接着说。

这自然是抄老文章,OL是甲、乙的工作线,OM是乙、丙的工作线,ON是甲、丙的工作线,马先生叫王有道在黑板上画了出来。随手他将在L点的纵线和ON,OM的交点涂了涂,写上D和E。

“LD表示什么?”

“乙、丙的工作差。”王有道说。

“乙的工作。”周学敏说。

“丙的工作。”我回答。

“连OH,引长到C,OC就是丙独自一人做的工作线,他成就全工作要十六天。”

“四天。”大家很高兴地回答。

这题的算法是如此:

甲独做:

乙独做:

丙独做:

马先生结束这一课说:

“这课到此为止。下课想把四则问题做个总结束,就是将没有讲到的还常见的题都讲个大概。你们也可提出觉得困难的问题来。其实四则问题,这个名词本不大妥当,全部算术,所用的方法除了加、减、乘、除还有什么?所以全部算术的问题,都是四则问题。”