一年級(jí)趣味數(shù)學(xué): 秦王暗點(diǎn)兵(一)
來源:轉(zhuǎn)載 2008-03-19 09:57:29
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秦王暗點(diǎn)兵問題和韓信亂點(diǎn)兵問題,都是后人對(duì)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(xué)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?cái)?shù),就會(huì)剩下兩件;如果五件五件地?cái)?shù),就會(huì)剩下三件;如果七件七件地?cái)?shù),也會(huì)剩下兩件。問:這批物品共有多少件?
變成一個(gè)純粹的數(shù)學(xué)問題就是:有一個(gè)數(shù),用3除余2,用5除余3,用7除余2。求這個(gè)數(shù)。
這個(gè)問題很簡(jiǎn)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(huì)想到23;23恰好被5除余3,所以23就是本題的一個(gè)答案。
這個(gè)問題之所以簡(jiǎn)單,是由于有被3除和被7除余數(shù)相同這個(gè)特殊性。如果沒有這個(gè)特殊性,問題就不那么簡(jiǎn)單了,也更有趣兒得多。
我們換一個(gè)例子;韓信點(diǎn)一隊(duì)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(duì)士兵至少有多少人?
這個(gè)題目是要求出一個(gè)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(xué)從來沒有接觸過這類問題,也能利用試驗(yàn)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(gè)條件開始。滿足這個(gè)條件的數(shù)是3n+2,其中n是非負(fù)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(dāng)n=1時(shí),3n+2=5,5除以5不用余3,不合題意;當(dāng)n=2時(shí),3n+2=8,8除以5正好余3,可見8這個(gè)數(shù)同時(shí)滿足用3除余2和用5除余3這兩個(gè)條件。
最后一個(gè)條件是用7除余4。8不滿足這個(gè)條件。我們要在8的基礎(chǔ)上得到一個(gè)數(shù),使之同時(shí)滿足三個(gè)條件。
為此,我們想到,可以使新數(shù)等于8與3和5的一個(gè)倍數(shù)的和。因?yàn)?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(jìn)去試驗(yàn)。當(dāng)試到m=3時(shí),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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