第 1 / 11 章 0%
直播公益课 · 60分钟思维之旅

为什么要学习编程?

用 Python 解决「鸡兔同笼」
一场关于思考、翻译与计算的奇妙冒险

11
互动章节
9
核心概念
4
挑战关卡
60
分钟旅程
第 一 章

什么是编程?

在认识 Python 之前,先想一想:我们身边那些"会自己做事"的机器,到底是怎么工作的?

1
生活中有哪些"会自己做事"的机器?

点一点下面的机器,看看它们是怎么"听话"的。

🤖
扫地机器人
不会迷路,能自己回家充电
先扫左边 → 再扫右边 → 检测到障碍就转弯 → 电量低就回家
🛗
电梯
按楼层按钮就送你到那层
关门 → 看按了哪层 → 上升或下降 → 到了开门
🚦
红绿灯
红 → 绿 → 黄 循环不止
亮红灯60秒 → 亮绿灯50秒 → 亮黄灯3秒 → 重复
🧺
洗衣机
按一个按钮就能洗完衣服
进水 → 转动 → 排水 → 甩干 → 完成
🧭
导航软件
输入终点就能规划路线
看你在哪 → 找终点 → 计算路线 → 实时提醒转弯
🎮
游戏
人物会跳、怪会动、分数会涨
按A跳起来 → 撞到金币加分 → 碰到怪物扣血
?
停下来想一想
这些机器人都不会"思考",可它们却能完成复杂的事情。
那么——是谁告诉它们该怎么做的呢?
2
你觉得这些机器为什么能"听话"?
第 二 章

为什么要学习编程?

人也能算数,那为什么还要让计算机来帮忙?我们来比一比。

1
一个真实的挑战

老师给你一个任务:算出 1 到 1000 之间所有偶数的和

也就是:2 + 4 + 6 + ... + 1000 = ?

你来猜一猜:如果让你用心算,大概需要多久?

第 三 章

什么是未知数?

老师心里想了一个数字,你不直接知道它,该怎么办?

1
猜数字游戏

老师在心里想了一个数字,不告诉你。
你来猜一猜它是几?输入一个数字试试看:

?
第 四 章

什么是数学表达式?

把生活中的故事,翻译成数学能看懂的"句子"。

1
把故事翻译成数学

现在 x 是一个"未知数"——一个装着数的盒子。
我们可以用它来写"数学句子"。试一试:

📝 故事一:我有 x 元零花钱,妈妈又给了我 10 元。
点击下面的按钮,把故事翻译出来
第 五 章

什么叫等号?

"=" 不是"开始计算",它代表一个重要意思——左右两边一样多。

1
神奇的天平

数学里的"="就像一个天平。两边放的东西一样重,天平就平衡。
我们来玩一玩:把下面的物品放到天平两边。

0 0
⬅ 左 边
右 边 ➡
点击物品放到天平上
第 六 章

鸡兔同笼

一道流传 1500 年的数学题,今天我们用新的方式理解它。

公 元 5 世 纪 · 南 北 朝
《孙子算经》里的经典问题
1500 多年前,中国有一位数学家,写了一本叫《孙子算经》的书。
里面有一道让无数后人思考的题目——鸡兔同笼
这道题看起来很简单,却藏着数学最深刻的智慧:
如何把一个"现实故事",翻译成"数学语言"。
1
题目来了
今有雉兔同笼,上有三十五头,
下有九十四足,问雉兔各几何?
—— 《孙子算经》

翻译成今天的话就是:
笼子里有鸡和兔,一共有 35 个头,94 只脚,问鸡和兔各有多少只?

?
先思考一下
你已经会了"未知数"和"等号"。
现在,我们要把这道题一步步翻译成数学语言
2
第一步:找未知数

题目里有什么是"我们不知道的"?

第 七 章

Python 来了!

人负责思考,Python 负责告诉计算机,计算机负责计算。

1
三个好伙伴

解决数学问题,其实是三个人在合作:

🧠
你(思考者)
分析问题
建立方程
想清楚思路
🐍
Python(翻译官)
把你的思路
翻译成计算机
能听懂的语言
计算机(计算大师)
瞬间算出答案
100% 准确
永远不会累
?
思考一下
我们已经列好了方程:
x + y = 352x + 4y = 94

可是,怎么让计算机帮我们算出 x 和 y 呢?
我们需要 Python 里一个"数学魔法书"——SymPy
2
SymPy 是什么?

SymPy 就像一本数学魔法书
它是 Python 里的一个工具箱,专门用来解数学问题。

有了它,Python 就能看懂未知数、看懂方程,并且帮你算出答案。

里面有 3 个最重要的"魔法咒语",我们来认识它们:

symbols()
🔮 给未知数"上户口"
告诉 Python:"x 和 y 是未知数,请记住它们!"
就像给盒子贴上名字标签。
x, y = symbols('x y')
Eq()
⚖️ 写一个方程
把"左边"和"右边"放进天平里。
告诉 Python:"这两边是相等的!"
Eq(x + y, 35)
solve()
🎯 让计算机算答案
把方程交给计算机,说:"请你帮我算出 x 和 y 到底是多少。"
计算机瞬间就能告诉你答案!
solve([eq1, eq2], [x, y])
3
看看它怎么工作

我们用这三个咒语,来解决鸡兔同笼问题:
点击下面的按钮,一步一步看 Python 怎么"念咒语"。

第 八 章

完整代码

把刚才的所有咒语合在一起,就是一段完整的 Python 程序。

1
完整的 Python 程序

把鼠标移动到每一行代码上,会看到这行代码在做什么。
点击"运行"按钮,看程序一步步执行。

jitu_tonglong.py
from sympy import symbols, Eq, solve x, y = symbols('x y') eq1 = Eq(x + y, 35) # 头的总数 eq2 = Eq(2*x + 4*y, 94) # 脚的总数 answer = solve((eq1, eq2), (x, y)) print("鸡有", answer[x], "只") print("兔有", answer[y], "只")
关 键 启 示
看到了吗?
写代码的人,做的不是"算数",而是"把思路翻译成计算机语言"

真正"算数"的,是计算机。
这,就是编程。
第 九 章

挑战关卡

换一个故事,你会发现:方程的"骨架"是一样的。

1
选一个挑战

下面这些故事看起来都不一样,但其实它们都是"鸡兔同笼"的伪装!
改一改数字,看看答案怎么变。

🛒 妈妈买苹果香蕉10 个,花了 32 元。
苹果每个 4 元,香蕉每个 2 元。
问:苹果和香蕉各买了多少个?
总个数
总价钱
🅿️ 停车场有小汽车摩托车20 辆,
一共有 68 个轮子。
小汽车每辆 4 个轮子,摩托车每辆 2 个轮子。
问:各有多少辆?
总车辆
总轮子
🥤 班级聚餐买可乐果汁15 瓶,
花了 45 元。
可乐每瓶 3 元,果汁每瓶 4 元。
问:各买了多少瓶?
总瓶数
总花费
🤖 工厂生产A型B型机器人共 12 台,
共装 40 条腿。
A型每台 2 条腿,B型每台 4 条腿。
问:各有多少台?
总台数
总腿数
重 大 发 现
水果、停车场、饮料、机器人……
故事千变万化,但方程的骨架是一样的

x + y = 总数
单价₁·x + 单价₂·y = 总价

这就是数学建模的力量——
学会一个方法,能解决无数个问题。
第 十 章

思维之路

回顾我们走过的每一步,你会发现一条清晰的路径。

1
解决问题的完整思维路径

从"现实问题"到"得到答案",我们走过这样一条路:

1
📍 现实问题
笼子里有鸡和兔,35 头 94 脚
2
🤔 分析问题
找出来:什么是已知的?什么是未知的?
3
❓ 找未知量
鸡的只数 → x,兔的只数 → y
4
🏗️ 建立数学模型
x + y = 35,2x + 4y = 94
5
🐍 Python 实现
用 symbols、Eq、solve 把方程告诉计算机
6
⚡ 计算机计算
0.002 秒得出结果,100% 准确
7
✅ 得到答案
鸡 23 只,兔 12 只
2
你学到了什么?
💻
编程
把解决问题的方法
告诉计算机
x
未知数
给"还不知道的数"
起一个名字
+
表达式
用数学符号
写出生活中的故事
=
等号
左右两边
完全一样
方程
含有未知数的
等式
🏗
建模
把现实问题
翻译成数学
🐍
Python
人和计算机之间
的翻译官
计算机
飞速、准确、
不知疲倦
🧠
思考者
你——最重要的人
负责想清楚
最 后 的 话
数学,是把现实世界翻译成数学语言。
编程,是把解决问题的方法告诉计算机。

,是那个思考的人

学编程,不是为了变成"打字员",
而是为了让自己拥有——
让计算机帮你解决问题的能力。
🎉

恭喜你完成课程!

你刚刚完成了一节 60 分钟的思维之旅。
比记住代码更重要的,是你学会了如何思考问题