張邱建與百雞問題

1000多年前,有一個賣雞的張老伯,他的兒子從小勤奮學(xué)習(xí),到十二三歲時就讀了不少書,尤其是古代的《九章算術(shù)》《孔子算經(jīng)》等數(shù)學(xué)書,他特別愛讀,鄰居遇到疑難問題或者在銀錢上發(fā)生糾紛時,都要找他解決,因此大家都稱他張神童。

這件事傳到當朝宰相耳中,他為了試探一下事情的真假,就把張老伯叫來,當時的雞價是公雞每只5文錢,母雞每只3文錢,小雞每3只1文錢,宰相就給張老伯100文錢,叫他明天帶100只雞,不準多,也不準少。

晚上張神童見父親愁眉苦臉,等他了解了事情的經(jīng)過后,就勸父親不要發(fā)愁。

第二天清早他就要父親帶去4只公雞、18只母雞、78只小雞,宰相一看,正巧100文錢買100只雞;他又給張老伯100文錢,叫他再送100只雞來,結(jié)果張神童叫父親將8只公雞、11只母雞、81只小雞送給宰相。

這時宰相贊嘆不已,他又給張老伯100文錢,叫他明天按要求送雞,這下張老伯可發(fā)愁了,回去與兒子再次商量,未料張神童立即告訴父親按12只公雞、4只母雞、84只小雞配數(shù),馬上送給宰相,宰相把雞數(shù)與雞價一算,正好百雞百錢。

這事使宰相佩服得不得了,把張神童請去,加以培養(yǎng)。幾年以后,張神童研究數(shù)學(xué)問題,取得了不少成果,并且寫了很多文章,而“百雞百題”就是他所寫的《張邱建算經(jīng)》中的一個不定方程問題。

下面,我們來看看張邱建是怎樣利用不定方程來解每件事這個問題的。

 

答案:
解析:

設(shè)張老伯帶去公雞x只,母雞y支,則小雞為(100-x-y)只,依題意有

  
     

  

     
 
,

化簡后得

由于方程②有2個未知數(shù),方程有無數(shù)組解,但x、y是雞的只數(shù),因此x、y都是正整數(shù),我們將方程②變形為

由于y是正整數(shù),則也是正整數(shù)。

設(shè),則x=4tt是正整數(shù))。

 (t是正整數(shù))。

又∵,即  ∴

時,則

時,則

時,則

∴這三組解,恰好是張老伯每次所帶各種雞的分配數(shù)。

所謂“百雞問題”,實際上是求二元一次方程的正整數(shù)解的問題。

應(yīng)當注意的是:二元一次方程的解是不確定的,但有些方程增加求正整數(shù)解條件時,則可求出相應(yīng)的幾組解。這里有兩題供同學(xué)們自己練習(xí)。

求下列二元一次方程的正整數(shù)解。

1)    (2)

 


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