百鸡问题解法

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中国古代的数学经典著作《张丘建算经》中记载了一道著名的数学问题,被称为百鸡问题。该问题描述的是用100文钱购买100只鸡,其中公鸡每只价值5文,母鸡每只3文,而3只小鸡总共价值1文。这个问题实际上是一个关于求解不定方程整数解的问题。


设公鸡、母鸡和小鸡的数量分别为x、y和z。根据题意,我们可以列出两个方程:首先,所有鸡的总数是100只,即x + y + z = 100;其次,鸡的总价值为100文,即5x + 3y + (1/3)z = 100。这是一个有三个未知数的不定方程组。


通过数学运算,我们可以将两个方程关联起来。令第二个方程乘以3减去第一个方程,得到7x + 4y = 100,进而可以表示出y和z与x的关系:y = (100 - 7x)/4 = 25 - 2x + x/4。令x/4为t,x = 4t,这样y = 25 - 7t,z = 75 + 3t。


由于x、y和z必须是正整数,我们可以得出t的范围:4t > 0,25 - 7t > 0,75 + 3t > 0,因此0 < t <= 25/7。因为t是整数,我们有t的可能取值为1、2或3。


当t=1时,x=4,y=18,z=78;当t=2时,x=8,y=11,z=81;当t=3时,x=12,y=4,z=84。这三种情况分别对应了不同的鸡的组合,满足题目的条件。


扩展资料

本问题记载于中国古代约5—6世纪成书的《张邱建算经》中,是原书卷下第38题,也是全书的最后一题,该问题导致三元不定方程组,其重要之处在于开创“一问多答”的先例,这是过去中国古算书中所没有的。




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