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速算技巧:到底有幾組解?(原創)
2008/02/27 01:04:58瀏覽5716|回應2|推薦16

作者標題: 有更聰明的解題方法嗎
K     發表於: 2008/2/23 下午 04:09:16            
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

101112131415161718

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

25201510
101112131415161718

∴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(有組有0的解)
      └──
     3│10-=9 餘...0
      └──────
        3 

原理說明:40/8=10..0 這算式代表下面的表格

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

12
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=餘...1
      └───
      3│12+ 餘...0
       └────
         4

原理說明:100/8=12..4 這算式代表下面的表格

101112

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

282012
101112

∴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=餘...0
      └───
     2│7+ 餘...0
      └────
        4

原理說明:37/5=7...2 這算式代表下面的表格

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

1611

∴正整數解個數=4.沒有含0的整數解.

( 心情隨筆其他 )
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引用
引用網址:https://classic-blog.udn.com/article/trackback.jsp?uid=Mathplayer&aid=1648330

 回應文章

都都
等級:7
留言加入好友
嗯嗯
2008/02/27 18:02

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^^


梅斯普雷爾(Mathplayer) 於 2008-02-27 18:05 回覆:
很有道理喔!

時和
等級:8
留言加入好友
這題應該用
2008/02/27 15:28

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?


梅斯普雷爾(Mathplayer) 於 2008-02-27 17:58 回覆:

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