|
原来有一个以“中国”命名的数学定理!
原创 韦达本达 韦达本达的数学花园 2025 年 05 月 24 日 19:57 广东
韦达和鹅正在潜心研究数论,他们找到了一本名叫《数论定理大全》的“板砖”。在翻阅目录的时候,鹅注意到了一个名为“中国剩余定理”的定理,韦达随即给鹅讲解了一些有关这个定理的有趣故事。
首先,读者们可能很快注意到这个定理的名字中包含“中国”二字。说明这是中国古代数学最具有创造性的成就之一,至少领先于欧洲 500 年(18 世纪的欧拉和 19 世纪的高斯的努力下,西方其实也独立发现了这一定理)。因此数学家们以“中国剩余定理”来命名。该定理由秦九韶最先总结出一般形式。接下来我们就简单介绍一下秦九韶。
秦九韶(1202~1261),字道古,是我国古代著名的数学家和天文学家。秦九韶的代表作是《数书九章》(1247 年完成),共 18 卷,分 9 大类(如大衍、天时、田域、测望、赋役、钱谷、营建、军旅、市易),涵盖数学、天文、工程、经济等领域。其中有许多重要贡献,其中就包含中国剩余定理。
我国古代伟大的数学家秦九韶
现在,我们来详细介绍一下中国剩余定理,并给一些实际的例子来让各位对这个定理有更深刻的体会。
设 m1,m2,m3,…,mk 是两两互质的正整数,那么对于任意整数 a1,a2,a3,…,ak ,同余方程组
在模 M=m1m2m3…mk 下有唯一解,是
其中 Mi=M/mi,Mi*Ni≡1(mod M)
好了,相信大家已经对中国剩余定理有了初步的了解,但是可能仍然有一些读者没有彻底理解公式中各种符号的含义,那么接下来就以一个实际例子来看看这个定理是如何应用的吧!
韦达本达的数学花园里来了一百多个客人,为了弄清楚到底有多少名顾客以便准备晚宴,韦达让客人们站队。他先让客人们三个三个站成一排,发现多出一个;五个五个站成一排,发现多出两个;七个七个站成一排,发现多出五个。那么总共来了多少客人呢?
在这里,m1,m2,m3 分别为 3,5,7 ;a1,a2,a3 分别为 1,2,5 。因此通过上面的公式可以算出 M=105 , M1,M2,M3 分别为 35,21,15 ;N1,N2,N3 分别为 2,1,1 。然后不难算出 x≡187≡82(mod 105)题目中又说有一百多个客人,因此 187 符合要求且是唯一答案。
现在大家应该已经会使用中国剩余定理了,那么我们做一道题巩固一下吧!
这道题十分经典,号称“韩信点兵”,但是鹅在原题上面动了些手脚,不要背答案哦!相传,韩信有一次打仗时被敌人包围了,士兵们士气低落,不知道如何是好。韩信于是让大家排队。当三个人一排时,多出 2 个;四个人一排时,多出 2 个;五个人一排时多出 3 个;七个人一排时多出 4 个。已知韩信大约有 1000 名士兵,请问他具体有多少士兵呢?
答案是 998 ,按文中所述的方法可以轻松求出此答案。当然还有更快的做法,可以去问问学奥数的小朋友们哦!
韦达本达的数学花园
作者 5 月 24 日
|
本帖子中包含更多资源
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
|