作者 | 標題: 有更聰明的解題方法嗎 |
K | ![]() ![]() 如題 3x+5y=90 x,y均為正整數的解有幾組 ---------------------- 老師教我們先確認x或y是多少的倍數 然後一個一個去算 算到不能算為止 這我會~ 可是我覺得這樣的方法好像很笨 不知道有沒有其他聰明一點的方法 可以更快速算出有幾組解??? |
這是在網路上看到的一個問題,向來喜歡動腦來偷吃步的我.
最喜歡想這類問題了.
底下是我的速算法,順便解釋一下原理.
ax+by=c有幾組解的速算法 可分作4種
類型一:常數項c是a和b的公倍數
例子:3x+5y=90
速算法:
5│90 餘...0(表示裡頭會有1組有0的解)
└──
3│18-1=17 餘...2
└───────
5
正整數解=5(組)
非負整數解=5+2=7(組) +2的原因在下面.
原理說明:90/5=18..0 這算式代表下面的表格
X | 0 | |||||||||||||||||
Y | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
Y可以=1~18.有1組含0的整數解.(∵可以整除)
(18-1)/3=6..0
這算式代表這17組裡,每3組可以找出一組對應的X的整數解
X | 25 | 20 | 15 | 10 | 5 | 0 | ||||||||||||
Y | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
∴題目問正整數解個數時,有5組.
∵3和5都能把90整除 代表有2組含0的整數解.
∴題目問非負整數解個數時,必須+2.
類型二:常數項c是a或b其中一個的倍數.
例子:3x+4y=40
速算法:
4│40 餘...0(有1組有0的解)
└──
3│10-1=9 餘...0
└──────
3
原理說明:40/8=10..0 這算式代表下面的表格
X | 0 | |||||||||
Y | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Y可以=1~10.而有1組含0的整數解.(∵可以整除)
(10-1)/3=3..0這算式代表扣掉含0那組解
這9段裡,每3組可以找出一組對應的X的整數解
X | 12 | 8 | 4 | 0 | ||||||
Y | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
∴正整數解個數=3.
但是 非負整數解要記得+1回來=4
∵第一個算式裡頭有1組含0的整數解
類型三:常數項c不是倍數,但是和a或b有公因數
例子:3x+8y=100
速算法:
8│100 餘...4/3=1餘...1
└───
3│12+1 餘...0
└────
4
原理說明:100/8=12..4 這算式代表下面的表格
X | ||||||||||||
Y | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
Y可以=1~12.而其中沒有非負整數解.(∵不能整除)
注意這裡的餘數 4/3=1餘...1
∵餘數4>3 有時可能可以讓後面的解多出一組,所以得除3
(12+1)/3=4..1
這算式代表這13組裡,每3組可以找出一組對應的X的整數解
X | 28 | 20 | 12 | 4 | ||||||||
Y | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
∴正整數解個數=4.沒有含0的整數解.
類型四:常數項c和a或b均互質
例子:2x+5y=37
速算法:
5│37 餘...2/2=1餘...0
└───
2│7+1 餘...0
└────
4
原理說明:37/5=7...2 這算式代表下面的表格
X | |||||||
Y | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Y可以=1~7.而其中沒有非負整數解.(∵不能整除)
注意這裡的餘數 2/2=1餘...0
∵餘數2≧2 有時可能可以讓後面的解多出一組,所以得除2
(7+1)/2=4..0 果然多一組吧!
這算式代表這8組裡,每2組可以找出一組對應的X的整數解
X | 16 | 11 | 6 | 1 | |||
Y | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
∴正整數解個數=4.沒有含0的整數解.
- 2樓. 都都2008/02/27 18:02嗯嗯
不過
我覺得有時還是得必須訓練一下分析能力
畢竟到了高中
就會有要求2次方的整數解的問題
像是x^2+y^2+z^2=100
類似這種的問題就必須慢慢仔細分析,
所以我覺得讓學生先培養這種能力也是好的^^
很有道理喔!梅斯普雷爾 於 2008/02/27 18:05回覆
- 1樓. 時和2008/02/27 15:28這題應該用
同餘定理去做。試試看?
3x + 5y = 90 ==> 3x + 5y mod 3 = 90 mod 3 ==> 2y mod 3 = 0,
可知 y 是 3 的倍數。
2x + 5y = 37 ==> 2x + 5y mod 2 = 37 mod 2 ==> y mod 2 = 1,
可知 y 是 奇數。
剩下兩題誰來試試看?
發問者的方法其實是差不多的.不過那是高中的做法.
如果不用mod表示,可以這樣解釋
3x+5y=90,5y=90-3x
∵3的倍數-3的倍數還是=3的倍數 又5不是3的倍數
∴y一定是3的倍數 令y=3a
原式可變成 3x+15a=90
x+ 5a=30
把常數變小之後,要找解就容易的多了.
但是這個做法的先決條件是 c和a或b有公因數才行.
而我的目的是想找出一個比上面方法更快的國一程度做法.
因為國一剛好有這類題目
梅斯普雷爾 於 2008/02/27 17:58回覆