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时间:2018-10-20
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1、韩信点兵与中国剩余定理1一、“韩信点兵”的故事和《孙子算经》中的题目1.“韩信点兵”的故事韩信阅兵时,让一队士兵5人一行排队从他面前走过,他记下最后一行士兵的人数(1人);再让这队士兵6人一行排队从他面前走过,他记下最后一行士兵的人数(5人);再让这队士兵7人一行排队从他面前走过,他记下最后一行士兵的人数(4人),再让这队士兵11人一行排队从他面前走过,他记下最后一行士兵的人数(10人)。然后韩信就凭这些数,可以求得这队士兵的总人数。2这里面有什么秘密呢?韩信好像非常重视作除法时的余数32.《孙子算经》中的题目我国古代数学名著《孙子算经》中有“物不知数”的题目:今有物不知其数
2、,三三数之剩2,五五数之剩3,七七数之剩2,问物几何?4这里面又有什么秘密呢?题目给出的条件,也仅仅是作除法时的余数5《孙子算经》6二.问题的解答1.从另一个问题入手问题:今有物不知其数,二二数之剩1,三三数之剩2,四四数之剩3,五五数之剩4,六六数之剩5,七七数之剩6,八八数之剩7,九九数之剩8,问物几何?71)筛法1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,…(用2除余1)5,11,17,23,…(用3除余2)11,23,…(用4除余3)8再从中挑“用5除余4”的数,…一直筛选下去,舍得下功夫,就一定可得结果。并且看起来,解,还不是唯一的;可能有无
3、穷多个解。9化繁为简的思想当问题中有很多类似的条件时,我们先只看其中两三个条件,这就是化繁为简。一个复杂的问题,如果在简化时仍然保留了原来问题的特点和本质,那么简化就“不失一般性”。学会“简化问题”与学会“推广问题”一样,是一种重要的数学能力。寻找规律的思想把我们的解题方法总结为筛法,是重要的进步,是质的飞跃:——找到规律了。筛法是一般性方法,还可以用来解决其他类似的问题。102)公倍数法①化繁为简我们还是先看只有前两个条件的简化题目。1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,…(用2除余1)5,11,17,23,…(用3除余2)上述筛选过程的第一步
4、,得到:1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,…其实是列出了“用2除余1”的数组成的数列。这个数列实际上是用带余除法的式子得到的。11所谓“带余除法”,是指整数的如下“除法”:被除数,除数,必唯一存在商和余,使12当余时,则,称为“整除”,或“整除”,这是通常除法“”的另一种表达形式。所以,带余除法是通常除法的推广。13回到求“用2除余1的数”的问题。设这样的数为,则。这里是被除数,2是除数,是商,1是余,且。14这就是“带余除法”的式子。当取时,用上式求得的正好组成上述数列1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23,25,…1
5、5接着从中筛选出“用3除余2”的数,就是挑出符合下面“带余除法”表达式的数,这里可取0,1,2,3,4,…再继续做下去。。。。。。16如果我们不分上面两步,而是一上来就综合考虑两者,则就是要解联立方程组17那么,为了解这个方程组,除了刚才的筛法外,还有没有更加巧妙的解法?我们考察上边两个方程的特点,发现,两个“带余除法”的式子,都是“余数比除数少1”。于是想到,如果把被除数再加1,不是余数就为0了吗?换句话说,不是就出现整除的情况了吗?18于是把上边每个方程两边都加上1,成为这说明,既是2的倍数,又是3的倍数,因此,它是2与3的公倍数。由此想到19对整个问题寻找规律问题:今有
6、物不知其数,二二数之剩1,三三数之剩2,四四数之剩3,五五数之剩4,六六数之剩5,七七数之剩6,八八数之剩7,九九数之剩8,问物几何?20②寻找规律设问题中,需要求的数是,则被2,3,4,5,6,7,8,9去除,所得的余数都是比除数少1,于是我们把被除数再加1,则就可被2,3,4,5,6,7,8,9均整除。也就是说,是2,3,4,5,6,7,8,9的公倍数,从而是其最小公倍数[2,3,4,5,6,7,8,9]的倍数。21即这就是原问题的全部解,有无穷多个解,其中第一个解是2519;我们只取正数解,因为“物体的个数”总是正整数。22[思]:①求“用2除余1,3除余2,…用m除余
7、m-1”的数。②求“用a除余a-1,用b除余b-1,用c除余c-1”的数。(a,b,c是任意大于1的自然数)③求“用2,3,4,5,6,7,8,9除都余1”的数。④求“用5,7,9,11除都余2”的数。232.《孙子算经》中“有物不知其数”问题的解答问题:今有物不知其数,三三数之剩2,五五数之剩3,七七数之剩2,问物几何?241)筛法.2,5,8,11,14,17,20,23,26,29,…(用3除余2)8,23,…(用5除余3)23,…(用7除余2)由此得到,23是最小的一个解。至于下一个解是什么,要
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