韩信点兵和不定方程_数学家故事 - 查字典数学网
数学韩信点兵和不定方程
首页>数学杂谈>数学家故事>韩信点兵和不定方程

韩信点兵和不定方程

2016-10-26 收藏

和书的作者不详,但后来经过宋朝数学家秦九韶的推广,又发现了一种算法,叫做“大衍求一术”。在中国还流传着这么一首歌诀:

三人同行七十稀,

王树梅花甘一枝,

七子团圆正半月,

除百零五便得知。

它的意思是说:将某数(正整数)除以3所得的余数乘以70,除以5所得的余数乘以21,除以7所得的余数乘以15,再将所得的三个积相加,并逐次减去105,减到差小于105为止。 所得结果就是某数的最小正整数值。

用这首歌诀来计算上面的“韩信点兵”问题,我们便得到以下的算式:

170+221+215=142,

142-105=37,

即这群士兵共有37名。

《孙子算经》上还有一道极其有名的“物不知数”问题:“今有物不知其数,三三数之余二,五五数之余三,七七数之余二,问物几何。”用上面的歌诀来算,便得到算式:

270+321+215=233,

233-1052=23,

即所求物品最少是23件。

上面的“韩信点兵”问题,我们可以表示成方程或方程组。

设士兵共有m名。m除以3,5,7所得的商分别为x,y,z,那么由题意,有

韩信点兵和不定方程1

这是一个“未知数的个数(这里有m,x,y,z共4个)多于方程的个数(这里有3个)”的方程组。它可以合并成一个方程(将3个方程相加)

3x+5y+7z+5=3m。

这个方程中含有2个或2个以上的未知数。我们把这样的方程叫做不定方程,把前面这样的方程组叫做不定方程组。这个不定方程组还可以写成

3x+1=5y+2=7z+2=m

的形式。上面所例举的方程或方程组都有无限多个正整数解(这是因为方程或方程组本身没有ml00的限制,所以取m=37,37+105,37+1052,…代入方程组,就可以得到相应的各组x,y,z的值,例如

韩信点兵和不定方程2韩信点兵和不定方程3韩信点兵和不定方程4

等等,都是方程组的解)。也就是说,方程或方程组的解不都是唯一确定的,这便是“不定方程”和“不定方程组”中“不定”两字的由来。

我国著名的数学家华罗庚早在少年时代(上初中前)就求得了“物不知数”问题的答案。这类问题引起了他后来研究整数性质以至于“数论”的兴趣。外国数学界也很重视,并把“大衍求一术”称为“中国剩余定理”。

查看全部
推荐文章
猜你喜欢
附近的人在看
推荐阅读
拓展阅读
大家都在看

分类
  • 级别
  • 年级
  • 类别
  • 版本
  • 上下册
学习阶段
小学
初中
高中
不限
年级
一年级 二年级
三年级 四年级
五年级 六年级
初一 初二
初三 高一
高二 高三
小考 中考
高考
不限
类别
数学教案
数学课件
数学试题
不限
版本
人教版 苏教版
北师版 冀教版
西师版 浙教版
青岛版 北京版
华师大版 湘教版
鲁教版 苏科版
沪教版 新课标A版
新课标B版 上海教育版
部编版
不限
上下册
上册
下册
不限