燕雀

燕雀鸿鹄第一话同余问题

发布时间:2022/7/28 18:16:21   

《孙子算经》是华夏古代急迫的数学著做,众人广为熟知的“鸡兔同笼”题目就始于这本书。书中也呈现了最先的浅显的同余题目,并给出了详细解法,是华夏数学史上最有缔造性的成果之一,被称为“华夏残余定理”。今日咱们就来研习一下这道驰名算题:

“今有物,不知其数,三三数之剩二;五五数之剩三;七七数之剩二,问物若干?”

翻译一下即是:已知一个正整数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求这个数是几?

写成代数式,即:X=3a+2①,X=5b+3②,X=7c+2③,个中a、b、c为整数,求X。

在解这道题以前,咱们来联合研习一个观念——同余。数学上,两个整数除以统一个整数,若得雷同尾数,则二整数同余。如,5和9除以4尾数雷同(都余1),故称5和9对4同余;7、12、17、22……除以5尾数都是2,故这些数对5也是同余的。

本题中,“除以3余2”是一组对3同余的数,背面所说“除以5余3,除以7余2”,别离是对5和7同余的数。

是以咱们也许称这道题为同余题目。

在高级数学中,同余题目曾经进展出了一套系统的理论和公式,是初等数论的急迫构成部份,是探索整数题目的急迫器材之一。当前天咱们要商议的是,没有学过这些的中小高足碰到浅显的同余题目,该当何如解呢?

办法一:

直觉来看,这个题目的代数模式是一个有4个未知数和3个方程的四元一次方程组,咱们请求个中的X。由于未知量个数多于方程个数,属于未必方程,以是解不是独一的。

首先思索方程①②,消去X,得3a+2=5b+3。令a、b取整数试解,当b=1,a=2时等式创建,代回原方程,此时X=8。

显然,同时知足①②式的X尚有很多,那末X究竟有哪些呢,它们之间是甚么关连呢?咱们来商议普遍情况。假使X1、X2都知足“除以3余m、除以5余n”,轻易发觉X1-X2知足”除以3余0、除以5余0”,是以X1-X2必定是3和5的最小公倍数15的倍数。故若X是解,则X+15k(个中k为整数)也是解。

回到本题,解为X=8+15k(k为整数)。

底下思索方程③,X=7c+2。代入上式得7c+2=8+15k。试解,当k=1,c=3时等式创建,此时X=23,同上,23加之(即7和15的最小公倍数)的搪塞整数倍是题宗旨解,即X=23+n(个中n为整数)。

办法二:

用渐渐知足法。从除数最大的7起头,从“除以7余2”的数中找出恰当“除以5余3”的数,即是在尾数2的基本上不停加7,直到所得的数除以5余3,不难发觉知足”除以7余2”和”除以5余3”的最小的数为23。接下来只需在23上不停加“7和5的最小公倍数35”(也许示意成23+35k,k为整数),直到知足”除以3余2”便可,发觉当k=0时知足题中一块三个前提,以是23是题中所求最小的数。而23加之3、5、7的最小公倍数的整数倍都是此题的解,示意为23+n(n为整数)。

办法三:

浅显粗犷地用枚举的方法,也也许轻便找到一个解。X是三个同余方程的解,咱们也许把这三个同余方程的解列出来,找到民众的谁人即是谜底。

知足3a+2的数有5,8,11,14,20,23,26,29……

知足5b+3的数有8,13,18,23,28,33,38,43……

知足7c+2的数有9,16,23,30,37,44……

它们第一个联合的数即是23,以是X的一个解是23。

……

以上是恰当中小高足袭用的普遍解题办法和思绪,关于尾数是非凡值的情况,尚有伶俐办法,此处不开展了。相对繁杂一些的同余题目常呈此刻各样数学竞争中,感趣味的同窗也许搜索关联质料延续研习。

留一个小题目给众人思虑:有一个整数,除、、获得雷同的尾数(尾数不为0),求这个整数是几多?

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