内容正文:
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人教B版 选修3-1 数学史选讲
第二章 中国古代数学瑰宝
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2.2“韩信点兵”与中国剩余定理
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韩信点兵
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如果,韩信点兵时,
士兵3人一行排队,最后一行剩2人;
士兵5人一行排队,最后一行剩4人;
士兵7人一行排队,最后一行剩6人,
你能算出剩余士兵的人数吗?
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如果,韩信点兵时,
士兵3人一行排队,最后一行剩1人;
士兵5人一行排队,最后一行剩3人;
士兵7人一行排队,最后一行剩5人,
你能算出剩余士兵的人数吗?
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如果,韩信点兵时,
士兵3人一行排队,最后一行剩2人;
士兵5人一行排队,最后一行剩3人;
士兵7人一行排队,最后一行剩2人,
你能算出剩余士兵的人数吗?
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今有物不知其数
三三数之剩二,
五五数之剩三,
七七数之剩二,
问物几何?
《孙子算经》中的题目
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(1)列举筛选法
2, 5,8,11,14,17,20,23,26,29,…
(用3除余2)
3,8,13,18,23,… (用5除余3)
2,9,16,23,… (用7除余2)
由此得到,23是最小的一个解。
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用等式两边加82来求解,有
用等式两边减23来求解,有
(2)公倍数法
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(3)单因子构件凑成法
70
21
15
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对(1)式而言,这个数可以取70,
对(2)式而言,这个数可以取21,
对(3)式而言,这个数可以取15。
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(1)式两边同减70变为
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(2)式两边同减21变为
(3)式两边同减15变为
3
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所得的x是被3除余1,被5和7整除的数;
y是被5除余1,被3和7整除的数;
z是被7除余1,被3和5整除的数。
于是得到
s =2x+3y+2z
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这就是《孙子算经》中“物不知其数” 一题的解,有无穷多解,最小的正整数解是23(k=-2时)。
“单因子构件凑成法”( 也称“孙子—华方法”)。
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这种方法的最大优点是,可以任意改变余数,推广:
问题:
今有物不知其数,三三数之剩a,
五五数之剩b,七七数之剩c,问物几何?
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答:解为
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明朝数学家程大位在《算法统宗》中把上式总结为一首通俗易懂的歌谣:
歌谣
三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,
七子团圆正半月,除百零五便得知。
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设 两两互素,设x分别被
除所得的余数为 ,则x可表示为下式
其中D是 的最小公倍数; 是
的公倍数,而且被 除所得余数为1;k是任意整数。
该定理用现在的语言表达如下:
“中国剩余定理”
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“中国剩余定理”的由来
1247年南宋的数学家秦九韶把《孙子算经》中“物不知其数”一题的方法推广到一般的情况,称之为“大衍求一术”的方法,在《数书九章》中发表。这个结论在欧洲要到十八世纪才由数学家高斯和欧拉发现。所以世界公认这个定理是中国人最早发现的,特别称之为“中国剩余定理”。
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“中国剩余定理”不仅有光辉的历史意义,
直到现在还是一个非常重要的定理。1970年,
年轻的苏联数学家尤里.马季亚谢维奇解决了
希尔伯特提出的23个问题中的第10个问题,轰动了世界数学界。他在解决这个问题时,用到的知识十分广泛,而在一个关键的地方,就用到了我们的祖先一千多年前发现的这个“中国剩余定理”。
“中国剩余定理”意义
希尔伯特
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