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3变量不定方程:獐、兔、老鼠问题

时间:2023-11-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:方程和不定方程,民间也有涉及。徽州民间流传民歌:“獐十八,兔三斤,老鼠四两不为轻;九十九个头,合起来一百斤。”此问题涉及3个变量,我们只能得到两个方程,像这种变量个数多于方程个数且定义在整数集上的数学问题,也正是不定方程这种称呼的由来。刘三姐是广西壮族民间故事里一个深受人民群众爱戴的传奇人物。罗秀才没想到不仅没有难倒刘三姐,反而自讨没趣。

3变量不定方程:獐、兔、老鼠问题

方程和不定方程,民间也有涉及。

板凳木马三十三,百个脚脚地上翻”(木马指的是木工用来加工粗树棒的三条腿支架),此问题涉及两个变量、两个方程,用二元一次方程组容易得到板凳1个、木马32个,显然不是不定方程问题。

徽州民间流传民歌:“獐十八,兔三斤,老鼠四两不为轻;九十九个头,合起来一百斤。”此问题涉及3个变量,我们只能得到两个方程,像这种变量个数多于方程个数且定义在整数集上的数学问题,也正是不定方程这种称呼的由来。

刘三姐是广西壮族民间故事里一个深受人民群众爱戴的传奇人物。1963年经典电影《刘三姐》中,三个秀才与刘三姐对歌的场面十分精彩,电影里的唱腔很美,歌中还涉及数学问题。

财主莫老爷请来的罗秀才唱:

“一个油桶斤十七,

连油带桶二斤一,

若还三姐猜得中,

将油送给三姐吃。”

刘三姐回答:

“你娘养你这样乖,

拿个空桶给我猜,

送你回家去装酒,

几时想喝几时筛。”

罗秀才翻着歌书摇头晃脑地唱道:

“三百条狗交给你,

一少三多四下分,

不要双数要单数,

看你怎样分得清。”

罗秀才满以为能难倒刘三姐。刘三姐唱道:(www.xing528.com)

“九十九条打猎去,

九十九条看羊来,

九十九条守门口,……”

“剩下三条……”,罗秀才追问道:“剩下三条怎么办?”

“财主请来当奴才。”

罗秀才没想到不仅没有难倒刘三姐,反而自讨没趣。

下面我们从数学角度来分析这个问题。

将罗秀才出的数学问题翻译为数学语言:“把300条狗分成4群,每群都是单数,1群少,3群多,数量多的3群必须是一样多,否则就不是‘一少三多’,问你怎样分?”

[解]设少的1群狗有2n+1条,多的3群狗每群有2m+1条,且m>n。

由题意可得:2n +1+3(2m +1)=300,可得3m +n =148。

可知n=3t+1(t为非负整数),而m=49-t。

由148=3m+n>4n⇒n<37,则n=3t+1<37⇒t=0,1,2,3,…,11。

于是n 的取值可以是:1,4,7,10,13,16,19,22,25,28,31,34。

所以,一少三多的分配方法有以下12种情况:

(3,99,99,99),(9,97,97,97),(15,95,95,95),

(21,93,93,93),(27,91,91,91),(33,89,89,89),

(39,87,87,87),(45,85,85,85),(51,83,83,83),

(57,81,81,81),(63,79,79,79),(69,77,77,77)。

可见,刘三姐所答正是上述第一组解,这组解恰好一语双关地讥讽了“三个狗奴才”。

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