什麼是和差問題?
和差問題要解決的是:當你已知兩個數字的和,以及兩者之間的差時,這兩個數字各是多少?這是一種經典的算術應用題型,源自日本小學數學課程,在日文中稱為「和差算」(「和」即兩數之和,「差」即兩數之差)。雖然這個名稱帶有日本教育文化的特色,但背後其實是放諸四海皆準的基礎代數運算,任何地方的學生都能套用。
計算機使用方法
請先輸入兩個數字的「和」,再輸入兩者的「差」(也就是較大數減去較小數的結果)。計算機會立即算出較大數與較小數。一般習慣上,「差」以非負數輸入;若你不小心填入負值,系統會自動取其絕對值來計算。
公式原理解析
假設較大的數字為 \(a\),較小的數字為 \(b\),那麼我們已知兩個條件:
\(a + b = S\)(兩數之和),以及 \(a - b = D\)(兩數之差)。
把這兩條式子相加,\(b\) 會互相抵消:\(2a = S + D\),因此較大數為 $$a = \frac{S + D}{2}$$把兩條式子相減,\(a\) 會互相抵消:\(2b = S - D\),因此較小數為 $$b = \frac{S - D}{2}$$由於除數永遠是固定的常數 2,所以完全不會發生除以零的問題。
實例演算
有兩個數字相加等於 15,相差為 3。較大數為 $$\frac{15 + 3}{2} = \frac{18}{2} = 9$$較小數為 $$\frac{15 - 3}{2} = \frac{12}{2} = 6$$驗算:\(9 + 6 = 15\),且 \(9 - 6 = 3\),兩個條件都成立。
常見問題
答案會出現小數嗎?會的。當「和」與「差」的奇偶性不同時,算出來的結果就不是整數。例如和為 10、差為 3,會得到 6.5 與 3.5,這完全是正確的答案。
如果差是 0 怎麼辦?那就代表兩個數字相等,各自都是 \(S / 2\)。
結果有可能是負數嗎?就數學上而言,這個公式對任何實數都適用,所以當「差」大於「和」時,較小數就會算出負值。若你想處理的是典型「兩個正數」的情境,請讓「差」不要超過「和」。