竹林風(fēng)
消費(fèi)是我們?nèi)粘I钪斜夭豢缮俚囊徊糠郑覀兠看蜗M(fèi)都會(huì)跟錢(qián)打交道。但你發(fā)現(xiàn)了嗎?現(xiàn)今我國(guó)使用的貨幣面值只有1角、5角、1元、5元、10元、20元、50元和100元。為什么貨幣面值沒(méi)有出現(xiàn)3,4,6,7,8,9這些數(shù)呢?
重要數(shù)和非重要數(shù)
其實(shí),貨幣面值是依據(jù)數(shù)學(xué)的組合原理來(lái)設(shè)置的。國(guó)家發(fā)行貨幣會(huì)遵循這樣的原則:用盡量少的幣值單位來(lái)組合成各種金額,以減少貨幣的流通量,節(jié)省流通和印制費(fèi)用。所以,最高貨幣面值與其他面值之間要成整倍數(shù)關(guān)系,并且各貨幣面值能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的運(yùn)算得到其他金額。而1~10這些數(shù)有“重要數(shù)”和“非重要數(shù)”之分,其中1,2,5,10是“重要數(shù)”,用這幾個(gè)數(shù)能以較少的加減運(yùn)算得到另外一些數(shù)。
2+1=3
2+2=4
5+1=6
5+2=7
5+2+1=8
5+2+2=9
看到了吧,1,2,5能組成3,4,6,7,8,9,所以貨幣面值沒(méi)有出現(xiàn)它們的身影也是合理的。另外,發(fā)行10元后,通過(guò)“10-2=8,10-1=9”能更方便地解決8元和9元的支付問(wèn)題。在現(xiàn)實(shí)生活中,當(dāng)出現(xiàn)需要支付8元或9元的情況,大多數(shù)人會(huì)更愿意掏出一張10元給對(duì)方找零。
罕見(jiàn)的“3元”
不過(guò),我國(guó)在1955年發(fā)行的第二套人民幣中出現(xiàn)過(guò)3元,但它僅在市場(chǎng)上流通了9年。說(shuō)到3元,你可能就有疑惑了:既然發(fā)行過(guò)3元,為何后面又取消了呢?
我們來(lái)玩一個(gè)排列組合游戲,你就明白了。
舉個(gè)例子,現(xiàn)在利用1元、2元、5元的紙幣,可以在3張之內(nèi)組成1元~9元:
假設(shè)這個(gè)時(shí)候我們手上多了3元的紙幣,但1元~9元的組成基本沒(méi)變,節(jié)省不了多少紙幣:
你看,用上了3元紙幣只節(jié)省了2張紙幣,而為了多印一種3元紙幣,所花費(fèi)的制造、流通成本可就多了。在日常生活中,1元、2元、5元、10元已經(jīng)足夠組成1元~9元,找零也方便,而以其10倍發(fā)行的10元、20元、50元、100元等大面值是為了更方便我們的現(xiàn)金使用,畢竟消費(fèi)金額可不只是10元之內(nèi),成千上萬(wàn)都有可能。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和物價(jià)上漲,2元紙幣的使用頻率越來(lái)越低,所以,在1999年6月30日我國(guó)停止發(fā)行2元紙幣。
總結(jié)一下,選用當(dāng)前面值組合是為了節(jié)約成本和簡(jiǎn)化貨幣結(jié)算的復(fù)雜度。
不過(guò),某大學(xué)計(jì)算機(jī)系的一位研究員杰弗里提出了不同的觀點(diǎn),他認(rèn)為這樣的面值組合不是最優(yōu)的,覺(jué)得組合應(yīng)該包含16元和33元,這樣能減少消費(fèi)時(shí)所使用的紙幣張數(shù)。
情況真如杰弗里說(shuō)的那樣嗎?
程序運(yùn)算出來(lái)的“環(huán)保組合”
平時(shí)我們?nèi)コ匈I(mǎi)東西,支付100元以下(1元~99元)金額需要用1元、5元、10元、20元、50元五種面值組合而成,有時(shí)需要1張,有時(shí)需要2張或者更多。比如支付31元,在不設(shè)找零的情況下,有以下幾種組合方式可選:
由上表可知,“10元+20元+1元”是最佳支付組合,它最節(jié)省紙幣張數(shù),也就是說(shuō),湊成31元至少需要3張紙幣。
我們可以分別算出1元~99元每個(gè)金額至少需要的紙幣張數(shù),這樣就能知道使用這五種面值組成 99個(gè)金額平均需要多少?gòu)埣垘帕恕?/p>
例如:組成31元至少需要3張紙幣,即10元+20元+1元;組成32元至少需要4張紙幣,即10元+20元+1元+1元;組成33元至少需要5張紙幣,即10元+20元+1元+1元+1元。那么組成31元、32元、33元平均需要(3+4+5)÷3=4(張)紙幣。
接下來(lái),杰弗里把“1元、5元、10元、20元、50元”更改為其他數(shù)值,最后得到“1元、5元、16元、23元、33元”這個(gè)面值組合“最環(huán)保”,用它們組成1元~99元中的每個(gè)金額平均僅需要3.29張紙幣。
其他組合雖理想,但并不適用
看出來(lái)了嗎?杰弗里的計(jì)算方法有漏洞,那就是假定了1元~99元中每個(gè)金額出現(xiàn)的頻率一樣,但在現(xiàn)實(shí)交易中,小金額出現(xiàn)的概率會(huì)更大一些。所以,其得到的“最佳組合”并不切合實(shí)際。
除了杰弗里,其他人也琢磨過(guò)貨幣面值組合問(wèn)題,有人模仿信息編碼方式(二進(jìn)制)設(shè)計(jì)出這樣的組合:1元、2元、4元、8元、16元、32元、64元。這個(gè)組合雖然不能保證每次付款時(shí)使用的紙幣張數(shù)最少,但它的神奇之處在于帶齊一套(即每種面值各一張)就可以組成1元~127元中的任意金額。
還有人考慮了找零情況,將面值組合設(shè)置為:1元、3元、9元、27元、81 元……以此實(shí)現(xiàn)“每樣一張,找零無(wú)憂”。比如支付20元,你需要給收銀員一張27元和一張3元,而他會(huì)找給你一張1元和一張9元,整個(gè)交易過(guò)程中,每種面值僅出現(xiàn)一次。
人們提出的各種貨幣面值組合看起來(lái)很好,但是極少被掌管貨幣發(fā)行的金融家們采納。為什么呢?估計(jì)你也看出來(lái)了,那些組合需要使用者具備很強(qiáng)的計(jì)算能力,數(shù)學(xué)一般的人用起來(lái)肯定苦不堪言,買(mǎi)點(diǎn)東西算錢(qián)要算上好一陣子,太不方便了!
綜合考慮,“1元、5元、10元、20元、50元、100元”的面值組合最符合人們的日常計(jì)算習(xí)慣。不過(guò),隨著科技發(fā)展,大家越來(lái)越多地使用電子支付,多年后該組合會(huì)怎樣變化還說(shuō)不定呢。
數(shù)學(xué)大王·中高年級(jí)2019年2期