学会了求解不确定方程,就可以完成下面的猜生日游戏。
如果一个同学用他出生的日子乘以12,出生的月份乘以31,把乘积相加的和告诉你,你就可以推算出他出生的日期。
例如,你的同学是2月9号出生的,那么,他将会完成下面的运算:
9×12=108
2×31=62
108+62=170
之后,他会告诉你170这个数,你该如何来确定他的生日呢?
解:其实,这道题就是解不确定方程:
12x+31y=170
这里的x 和y 必须是正整数,而且日子x 的值不大于31,月份y 的值不大于12:
其中,,所以:
2+5y=12t
其中,,所以,t=1-5t1。因此:
已知,0<x≤31,0<y≤12,那么t1 的取值范围是:
所以:(www.daowen.com)
t1=0,x=9,y=2
也就是说,他的生日是2月9日。
还可以使用另一种方法求解。我们已经知道了,a=12x+31y。因为12x+24y 可以被12 整除,所以7y 和a 除以12 所得的余数相同。我们发现,把7y 和a 扩大7 倍后,所得的结果除以12 后的余数也相同。49y=48y+y,而48y 可以被12 整除,所以y 和7a 除以12 后得到的余数相同。换句话说,如果a 不能被12 整除,那么y 就是7a 除以12 后的余数;如果a 能够被12 整除,y 的值就是12。于是,月份的值就求出来了。有了y 的值,很容易求出x 的值。
建议:求解7a 除以12 的余数之前,可以用a 除以12 的余数代替a,这样会简单很多。例如,a 的值是170,我们进行下面的计算:
170=12×14+2(余数是2)
2×7=14
14=12×1+2(y=2)
现在,你就知道了,你同学的生日是2月9日。
接下来,我们来证明一下,无论什么时候这个猜生日的游戏只有一组正整数解。假设那个同学告诉你的数是a,那么:
12x+31y=a
我们来反证一下,假设这个方程有两组正整数解,它们是x1,y1 和x2,y2,且x1 和x2 都不大于31,y1 和y2 都不大于12。于是:
用第一个方程减去第二个方程得到:
12(x1-x2)+31(y1-y2)=0
由等式可以得知,12(x1-x2)可以被31 整除。因为x1 和x2 都是不大于31 的正整数,所以它们的差一定小于31。因此,只有当x1=x2 时,12(x1-x2)才能够被31 整除。所以假设不成立,方程只能有一组正整数解。
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