由一則游戲談起

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

  由一個(gè)有趣的數(shù)學(xué)題,三個(gè)瓶子,一個(gè)容量為10升,另外兩個(gè)空容器分別為7升和3升,F(xiàn)在10升容器已裝滿,三個(gè)容器互倒,能否倒出兩個(gè)五升的油?

  經(jīng)過(guò)一番思索,或許你已求出答案:能。那么是怎樣解出來(lái)的呢?設(shè)(a,b,c)表示(10升容器之油量,7升容器之油量,3升容器之油量)我們可用采用“樹形圖”來(lái)表示:


  采用“樹形圖”,可以把倒油的過(guò)程很清楚地表示出來(lái),但這揭示出問題的本質(zhì)了嗎?如果是10升、4升、6升容器,又如何倒出兩個(gè)五升呢?如果我們還用剛長(zhǎng)的方法,將不能把結(jié)果表示出來(lái),問題出在哪里呢?這種問題所反映的數(shù)學(xué)本質(zhì)是什么呢?其實(shí),我們用上面的方法雖然解出第一題,但并不是最好的,那么有沒有用更好的方法來(lái)解決這類題呢?事實(shí)上經(jīng)過(guò)認(rèn)真的分析可知,對(duì)這幾個(gè)容器倒好倒去,從數(shù)學(xué)上來(lái)看,無(wú)非是對(duì)某容器的容量進(jìn)行加減運(yùn)算。倒出兩個(gè)5升,必然有5升油在7升的容器內(nèi)。于是,我們可采用不定方程求解。

  設(shè)往7升容器倒進(jìn)x次,從7升容器往3升容器倒出y次,得:


這是個(gè)二元一次不定方程。

  令(為整數(shù)),可以得出:

  我們?nèi)〔欢ǚ匠痰淖钚〉恼麛?shù)解這事實(shí)上正好反映的是樹形圖中的上一種倒法 高一,如果10升滿,4升、6升空,可列不定方程為易知不此定方程無(wú)解,即此時(shí)無(wú)法分出兩個(gè)5升的油來(lái)。

  利用不定方程,我們還可以解決一些更復(fù)雜的同類問題。如果是50升滿,空瓶23升和27升,能否倒出兩個(gè)25升的來(lái)?

  假設(shè)往27升的容器倒進(jìn)x次,得


  這一不定方程的通解為(其中k為整數(shù))。

  其最小正整數(shù)解為


  可見這一問題的答案要:能。但過(guò)程可能很復(fù)雜,這就不再用“樹形圖”表示其過(guò)程了。

  通過(guò)上面兩個(gè)例子可以知道“類似這種題都可以用不定方程來(lái)解。在解數(shù)學(xué)題時(shí),不要滿足于眼前的答案,而是要去尋找問題的本質(zhì)及它的規(guī)律。


本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/80579.html

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