一年級趣味數(shù)學: 秦王暗點兵(一)
來源:轉(zhuǎn)載 2008-05-07 17:51:13
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秦王暗點兵問題和韓信亂點兵問題,都是后人對物不知其數(shù)問題的一種故事化。
物不知其數(shù)問題出自一千六百年前我國古代數(shù)學名著《孫子算經(jīng)》。原題為:"今有物不知其數(shù),三三數(shù)之 二,五五數(shù)之 三,七七數(shù)之 二,問物幾何?"
這道題的意思是:有一批物品,不知道有幾件。如果三件三件地數(shù),就會剩下兩件;如果五件五件地數(shù),就會剩下三件;如果七件七件地數(shù),也會剩下兩件。問:這批物品共有多少件?
變成一個純粹的數(shù)學問題就是:有一個數(shù),用3除余2,用5除余3,用7除余2。求這個數(shù)。
這個問題很簡單:用3除余2,用7除也余2,所以用3與7的最小公倍數(shù)21除也余2,而用21除余2的數(shù)我們首先就會想到23;23恰好被5除余3,所以23就是本題的一個答案。
這個問題之所以簡單,是由于有被3除和被7除余數(shù)相同這個特殊性。如果沒有這個特殊性,問題就不那么簡單了,也更有趣兒得多。
我們換一個例子;韓信點一隊士兵的人數(shù),三人一組余兩人,五人一組余三人,七人一組余四人。問:這隊士兵至少有多少人?
這個題目是要求出一個正數(shù),使之用3除余2,用5除余3,用7除余4,而且希望所求出的數(shù)盡可能地小。
如果一位同學從來沒有接觸過這類問題,也能利用試驗加分析的辦法一步一步地增加條件推出答案。
例如我們從用3除余2這個條件開始。滿足這個條件的數(shù)是3n+2,其中n是非負整數(shù)。
要使3n+2還能滿足用5除余3的條件,可以把n分別用1,2,3,…代入來試。當n=1時,3n+2=5,5除以5不用余3,不合題意;當n=2時,3n+2=8,8除以5正好余3,可見8這個數(shù)同時滿足用3除余2和用5除余3這兩個條件。
最后一個條件是用7除余4。8不滿足這個條件。我們要在8的基礎上得到一個數(shù),使之同時滿足三個條件。
為此,我們想到,可以使新數(shù)等于8與3和5的一個倍數(shù)的和。因為8加上3與5的任何整數(shù)倍所得之和除以3仍然余2,除以5仍然余3。于是我們讓新數(shù)為8+15m,分別把m=1,2,…代進去試驗。當試到m=3時,得到8+15 m=53,53除以7恰好余4,因而53合乎題目要求。(后續(xù))
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