“中國剩余定理”算理及其應(yīng)用
為什么這樣解呢?因?yàn)?0是5和7的公倍數(shù),且除以3余1。21是3和7的公倍數(shù),且除以5余1。15是3和5的公倍數(shù),且除以7余1。(任何一個(gè)一次同余式組,只要根據(jù)這個(gè)規(guī)律求出那幾個(gè)關(guān)鍵數(shù)字,那么這個(gè)一次同余式組就不難解出了。)把70、21、15這三個(gè)數(shù)分別乘以它們的余數(shù),再把三個(gè)積加起來是233,符合題意,但不是最小,而105又是3、5、7的最小公倍數(shù),去掉105的倍數(shù),剩下的差就是最小的一個(gè)答案。
用歌訣解題容易記憶,但有它的局限性,只能限于用3、5、7三個(gè)數(shù)去除,用其它的數(shù)去除就不行了。后來我國數(shù)學(xué)家又研究了這個(gè)問題,運(yùn)用了像上面分析的方法那樣進(jìn)行解答。
例1:一個(gè)數(shù)被3除余1,被4除余2,被5除余4,這個(gè)數(shù)最小是幾?
題中3、4、5三個(gè)數(shù)兩兩互質(zhì)。
則〔4,5〕=20;〔3,5〕=15;〔3,4〕=12;〔3,4,5〕=60。
為了使20被3除余1,用20×2=40;
使15被4除余1,用15×3=45;
使12被5除余1,用12×3=36。
然后,40×1+45×2+36×4=274,
因?yàn)椋?74>60,所以,274-60×4=34,就是所求的數(shù)。
例2:一個(gè)數(shù)被3除余2,被7除余4,被8除余5,這個(gè)數(shù)最小是幾?
題中3、7、8三個(gè)數(shù)兩兩互質(zhì)。
則〔7,8〕=56;〔3,8〕=24;〔3,7〕=21;〔3,7,8〕=168。
為了使56被3除余1,用56×2=112;
使24被7除余1,用24×5=120。
使21被8除余1,用21×5=105;
然后,112×2+120×4+105×5=1229,
因?yàn)椋?229>168,所以,1229-168×7=53,就是所求的數(shù)。
例3:一個(gè)數(shù)除以5余4,除以8余3,除以11余2,求滿足條件的最小的自然數(shù)。
題中5、8、11三個(gè)數(shù)兩兩互質(zhì)。
則〔8,11〕=88;〔5,11〕=55;〔5,8〕=40;〔5,8,11〕=440。
為了使88被5除余1,用88×2=176;
使55被8除余1,用55×7=385;
使40被11除余1,用40×8=320。
然后,176×4+385×3+320×2=2499,
因?yàn)椋?499>440,所以,2499-440×5=299,就是所求的數(shù)。
例4:有一個(gè)年級(jí)的同學(xué),每9人一排多5人,每7人一排多1人,每5人一排多2人,問這個(gè)年級(jí)至少有多少人 ?(幸福123老師問的題目)
題中9、7、5三個(gè)數(shù)兩兩互質(zhì)。
則〔7,5〕=35;〔9,5〕=45;〔9,7〕=63;〔9,7,5〕=315。
為了使35被9除余1,用35×8=280;
使45被7除余1,用45×5=225;
使63被5除余1,用63×2=126。
然后,280×5+225×1+126×2=1877,
因?yàn)椋?877>315,所以,1877-315×5=302,就是所求的數(shù)。
例5:有一個(gè)年級(jí)的同學(xué),每9人一排多6人,每7人一排多2人,每5人一排多3人,問這個(gè)年級(jí)至少有多少人 ?(澤林老師的題目)
題中9、7、5三個(gè)數(shù)兩兩互質(zhì)。
則〔7,5〕=35;〔9,5〕=45;〔9,7〕=63;〔9,7,5〕=315。
為了使35被9除余1,用35×8=280;
使45被7除余1,用45×5=225;
使63被5除余1,用63×2=126。
然后,280×6+225×2+126×3=2508,
因?yàn)椋?508>315,所以,2508-315×7=303,就是所求的數(shù)。
(例5與例4的除數(shù)相同,那么各個(gè)余數(shù)要乘的“數(shù)”也分別相同,所不同的就是最后兩步。)
關(guān)于“中國剩余定理”類型題目的另外解法
“中國剩余定理”解的題目其實(shí)就是“余數(shù)問題”,這種題目,也可以用倍數(shù)和余數(shù)的方法解決。不懂論壇上有沒人發(fā)過。小學(xué)奧賽考試時(shí)學(xué)習(xí)過,也用過,現(xiàn)在把方法寫出來,如果懂的也別笑我,呵呵。
選了一本小學(xué)奧賽的書上的題目,講下:
例一,一個(gè)數(shù)被5除余2,被6除少2,被7除少3,這個(gè)數(shù)最小是多少?
解法:題目可以看成,被5除余2,被6除余4,被7除余4 ?吹侥莻(gè)“被6除余4,被7除余4”了么,有同余數(shù)的話,只要求出6和7的最小公倍數(shù),再加上4,就是滿足后面條件的數(shù)了,6X7+4=46。下面一步試下46能不能滿足第一個(gè)條件“一個(gè)數(shù)被5除余2”。不行的話,只要再46加上6和7的最小公倍數(shù)42,一直加到能滿足“一個(gè)數(shù)被5除余2”。這步的原因是,42是6和7的最小公倍數(shù),再怎么加都會(huì)滿足
“被6除余4,被7除余4”的條件。
46+42=88
46+42+42=130
46+42+42+42=172
這是一種形式的,它的前提是條件中出現(xiàn)同余數(shù)的情況,如果遇到?jīng)]有的,下面講
例二,一個(gè)班學(xué)生分組做游戲,如果每組三人就多兩人,每組五人就多三人,每組七人就多四人,問這個(gè)班有多少學(xué)生?
解法:題目可以看成,除3余2,除5余3,除7余4。沒有同余的情況,用的方法是“逐步約束法”,就是從“除7余4的數(shù)”中找出符合“除5余3的數(shù)”,就是再7上一直加4,直到所得的數(shù)除5余3。得出數(shù)為18,下面只要在18上一直加7和5得最小公倍數(shù)35,直到滿足“除3余2”
4+7=11
11+7=18
18+35=53
這種方法也可以解“中國剩余定理”解的題目。比“中國剩余定理”更好理解,我覺的速度上會(huì)比那個(gè)繁瑣的公式化的解題更快。
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