理论教育 如何通过数学推算准确计算生日|趣味代数学

如何通过数学推算准确计算生日|趣味代数学

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:请你的朋友将他生日当天的日期乘以12,再把生日的月份乘以31,然后把这两个数相加的结果告诉你,你就能推算出他生日是几月几日。而x1,x2都不大于31,所以也小于31。而只有在x1=x2时,12才能被31整除,也就是说,这两个解相等,这与前面的假设相矛盾。

如何通过数学推算准确计算生日|趣味代数学

【问题】接下来做一个游戏,来检测对不定方程的解答是否熟练。

请你的朋友将他生日当天的日期乘以12,再把生日的月份乘以31,然后把这两个数相加的结果告诉你,你就能推算出他生日是几月几日。比如,你朋友的生日为2月9日,那么他会这样计算:

9×12=108,2×31=62,

108+62=170

那么,他告诉你计算的结果为170时,你该怎么推算出具体日期呢?

【解答】根据题意我们可以列出以下方程

12x+31y=170

x和y都是正整数,并且

x≤31,y≤12

所以

所以

2+5y=12t

继而

因此

1-t=5t1

t=1-5t1(www.daowen.com)

所以

0<x≤31,0<y≤12

则t1的取值范围是

t1是整数,所以,t1只能取0,解得

x=9,y=2

从而得出朋友生日的具体日期是2月9日。实际上,这个游戏一定可以成功,因为这个问题的解只有一个。将朋友告诉你的数值记为a,可得以下方程

12x+31y=a

这里我们需要采取“反证法”。假设上面方程的解有两个,分别为x1,y1和x2,y2,其中,x1和x2不大于31,y1和y2不大于12。可得下面的等式

12x1+31y1=a

12x2+31y2=a

两式相减得

12(x1-x2)+31(y1-y2)=0

由于x1,x2,y1,y2均为整数,我们可得出12(x1-x2)可以被31整除。而x1,x2都不大于31,所以(x1-x2)也小于31。而只有在x1=x2时,12(x1-x2)才能被31整除,也就是说,这两个解相等,这与前面的假设相矛盾。换言之,前面的方程有唯一的解。

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