在一千多年前的《孫子算經》中,有這樣一道算術題:
“今有物不知其數,三三數之剩二,五五數之剩三,七七數之剩二,問物幾何?”按照今天的話來說:一個數除以3餘2,除以5餘3,除以7餘2,求這個數.
這樣的問題,也有人稱為“韓信點兵”.它形成了一類問題,也就是初等數論中解同餘式.這類問題的有解條件和解的方法被稱為“中國剩餘定理”,這是由中國人首先提出的.
① 有一個數,除以3餘2,除以4餘1,問這個數除以12餘幾?
解:除以3餘2的數有:
2, 5, 8, 11,14, 17, 20, 23….
它們除以12的餘數是:
2,5,8,11,2,5,8,11,….
除以4餘1的數有:
1, 5, 9, 13, 17, 21, 25, 29,….
它們除以12的餘數是:
1, 5, 9, 1, 5, 9,….
一個數除以12的餘數是唯一的.上面兩行餘數中,隻有5是共同的,因此這個數除以12的餘數是5.
如果我們把①的問題改變一下,不求被12除的餘數,而是求這個數.很明顯,滿足條件的數是很多的,它是 5+12×整數,
整數可以取0,1,2,…,無窮無盡.事實上,我們首先找出5後,注意到12是3與4的最小公倍數,再加上12的整數倍,就都是滿足條件的數.這樣就是把“除以3餘2,除以4餘1”兩個條件合并成“除以12餘5”一個條件.《孫子算經》提出的問題有三個條件,我們可以先把兩個條件合并成一個.然後再與第三個條件合并,就可找到答案.
②一個數除以3餘2,除以5餘3,除以7餘2,求符合條件的最小數.
解:先列出除以3餘2的數:
2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26,…,
再列出除以5餘3的數:
3, 8, 13, 18, 23, 28,….
這兩列數中,首先出現的公共數是8.3與5的最小公倍數是15.兩個條件合并成一個就是8+15×整數,列出這一串數是8, 23, 38,…,再列出除以7餘2的數 2, 9, 16, 23, 30,…,
就得出符合題目條件的最小數是23.
事實上,我們已把題目中三個條件合并成一個:被105除餘23.
那麼韓信點的兵在1000-1500之間,應該是105×10 23=1073人
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