不定方程

不定方程
不定方程

第六节 不定方程

所谓不定方程,是指未知数的个数多于方程个数,且未知数受到某些(如要求是有理

数、整数或正整数等等)的方程或方程组。不定方程也称为丢番图方程,是数论的重要分支学科,也是历史上最活跃的数学领域之一。不定方程的内容十分丰富,与代数数论、几何数论、集合数论等等都有较为密切的联系。不定方程的重要性在数学竞赛中也得到了充分的体现,每年世界各地的数学竞赛吉,不定方程都占有一席之地;另外它也是培养学生思维能力的好材料,数学竞赛中的不定方程问题,不仅要求学生对初等数论的一般理论、方法有一定的了解,而且更需要讲究思想、方法与技巧,创造性的解决问题。在本节我们来看一看不定方程的基础性的题目。

基础知识

1.不定方程问题的常见类型:

(1)求不定方程的解;

(2)判定不定方程是否有解;

(3)判定不定方程的解的个数(有限个还是无限个)。

2.解不定方程问题常用的解法:

(1)代数恒等变形:如因式分解、配方、换元等;

(2)不等式估算法:利用不等式等方法,确定出方程中某些变量的范围,进而求解;

(3)同余法:对等式两边取特殊的模(如奇偶分析),缩小变量的范围或性质,得出不定方程的整数解或判定其无解;

(4)构造法:构造出符合要求的特解,或构造一个求解的递推式,证明方程有无穷多解;

(5)无穷递推法。

以下给出几个关于特殊方程的求解定理:

(一)二元一次不定方程(组)

定义1.形如c by ax =+(,,,,Z c b a ∈b a ,不同时为零)的方程称为二元一次不定方程。 定理1.方程c by ax =+有解的充要是c b a |),(;

定理2.若1),(=b a ,且00,y x 为c by ax =+的一个解,则方程的一切解都可以表示成

???

????-=+=t b a a y y t b a b x x ),(),(00t (为任意整数)。 定理3.n 元一次不定方程c x a x a x a n n =+++ 2211,(N c a a a n ∈,,,,21 )有解的充要条件是c a a a n |),,,(21 .

方法与技巧:

1.解二元一次不定方程通常先判定方程有无解。若有解,可先求c by ax =+一个特解,从而写出通解。当不定方程系数不大时,有时可以通过观察法求得其解,即引入变量,逐渐减

小系数,直到容易得其特解为止;

2.解n 元一次不定方程c x a x a x a n n =+++ 2211时,可先顺次求出332221),(,),(d a d d a a ==, ……,n n n d a d =-),(1.若n d c ,则方程无解;若n d |c ,则方程有解,作方程组:

????

?????=+=+=+=+--------c x a t d t d x a t d t d x a t d t d x a x a n n n n n n n n n n 1111112

2333322222211 求出最后一个方程的一切解,然后把1-n t 的每一个值代入倒数第二个方程,求出它的一切解,这样下去即可得方程的一切解。

3.m 个n 元一次不定方程组成的方程组,其中n m <,可以消去1-m 个未知数,从而消去了1-m 个不定方程,将方程组转化为一个1+-m n 元的一次不定方程。

(二)高次不定方程(组)及其解法

1.因式分解法:对方程的一边进行因式分解,另一边作质因式分解,然后对比两边,转而求解若干个方程组;

2.同余法:如果不定方程0),,(1=n x x F 有整数解,则对于任意N m ∈,其整数解),,(1n x x 满足)(mod 0),,(1m x x F n ≡ ,利用这一条件,同余可以作为探究不定方程整数解的一块试金石;

3.不等式估计法:利用不等式工具确定不定方程中某些字母的范围,再分别求解;

4.无限递降法:若关于正整数n 的命题)(n P 对某些正整数成立,设0n 是使)(n P 成立的最小正整数,可以推出:存在*1N n ∈,使得01n n <成立,适合证明不定方程无正整数解。 方法与技巧:

1.因式分解法是不定方程中最基本的方法,其理论基础是整数的唯一分解定理,分解法作为解题的一种手段,没有因定的程序可循,应具体的例子中才能有深刻地体会;

2.同余法主要用于证明方程无解或导出有解的必要条件,为进一步求解或求证作准备。同余的关键是选择适当的模,它需要经过多次尝试;

3.不等式估计法主要针对方程有整数解,则必然有实数解,当方程的实数解为一个有界集,则着眼于一个有限范围内的整数解至多有有限个,逐一检验,求出全部解;若方程的实数解是无界的,则着眼于整数,利用整数的各种性质产生适用的不等式;

4.无限递降法论证的核心是设法构造出方程的新解,使得它比已选择的解“严格地小”,由此产生矛盾。

(三)特殊的不定方程

1.利用分解法求不定方程)0(≠=+abc cxy by ax 整数解的基本思路:

将)0(≠=+abc cxy by ax 转化为ab b cy a x =--))((后,若ab 可分解为Z b a b a ab i i ∈=== 11,

则解的一般形式为??

???+=+=c b b y c a a x i

i ,再取舍得其整数解; 2.定义2:形如222z y x =+的方程叫做勾股数方程,这里z y x ,,为正整数。

对于方程222z y x =+,如果d y x =),(,则22|z d ,从而只需讨论1),(=y x 的情形,此时易知z y x ,,两两互素,这种两两互素的正整数组叫方程的本原解。

定理3.勾股数方程222z y x =+满足条件y |2的一切解可表示为:

2222,2,b a z ab y b a x +==-=,其中1),(,0=>>b a b a 且b a ,为一奇一偶。

推论:勾股数方程222z y x =+的全部正整数解(y x ,的顺序不加区别)可表示为:

d b a z abd y d b a x )(,2,)(2222+==-=其中0>>b a 是互质的奇偶性不同的一对正整数,d 是一个整数。

勾股数不定方程222z y x =+的整数解的问题主要依据定理来解决。

3.定义3.方程*22,,(4,1N d Z y x dy x ∈∈±±=-且不是平方数)是c dy x =-22的一种特殊情况,称为沛尔(Pell)方程。

这种二元二次方程比较复杂,它们本质上归结为双曲线方程c dy x =-22的研究,其中d c ,都是整数,0>d 且非平方数,而0≠c 。它主要用于证明问题有无数多个整数解。对于具体的d 可用尝试法求出一组成正整数解。如果上述pell 方程有正整数解),(y x ,则称使y d x +的最小的正整数解),(11y x 为它的最小解。

定理4.Pell 方程*

22,,(1N d Z y x dy x ∈∈=-且不是平方数)必有正整数解),(y x ,且若设它的最小解为),(11y x ,则它的全部解可以表示成: [][]

)()()(21)()(21*11111111N n y d x y d x d y y d x y d x x n n n n n n ∈???????--+=-++=. 上面的公式也可以写成以下几种形式:

(1)n n n d y x d y x )(1

1+=+;(2)???+=+=++n n n n n n x y y x y y dy x x x 111111;(3)???-=-=-+-+11111122n n n n n n y y x y y x x x . 定理5.Pell 方程*22,,(1N d Z y x dy x ∈∈-=-且不是平方数)要么无正整数解,要么有无

穷多组正整数解),(y x ,且在后一种情况下,设它的最小解为),(11y x ,则它的全部解可以表示为[][]

)()()(21)()(21*1211121112111211N n y d x y d x d y y d x y d x x n n n n n n ∈???????--+=-++=---- 定理6. (费尔马(Fermat )大定理)方程3(≥=+n z y x n n n 为整数)无正整数解。

费尔马(Fermat )大定理的证明一直以来是数学界的难题,但是在1994年6月,美国普林斯顿大学的数学教授A.Wiles 完全解决了这一难题。至此,这一困扰了人们四百多年的数学难题终于露出了庐山真面目,脱去了其神秘面纱。

典例分析

例1.求不定方程2510737=+y x 的整数解。

解:先求110737=+y x 的一组特解,为此对37,107运用辗转相除法:

33372107+?=,433137+?=, 18433+?=

将上述过程回填,得:

378)372107(9378339)3337(93749374843748331?-?-?=?-?=-?-=?-=?--=?-=9107)26(3737261079?+-?=?-?=

由此可知,9,2611=-=y x 是方程110737=+y x 的一组特解,于是650)26(250-=-?=x ,2259250=?=y 是方程2510737=+y x 的一组特解,因此原方程的一切整数解为:???-=+-=t

y t x 37225107650。 例2.求不定方程213197=+y x 的所有正整数解。

解:用原方程中的最小系数7去除方程的各项,并移项得:

753230719213y y y x -+-=-= 因为y x ,是整数,故u y =-7

53也一定是整数,于是有375=+u y ,再用5去除比式的两边,得523573u u u y -+-=-=,令5

23u v -=为整数,由此得352=+v u 。 经观察得1,1=-=v u 是最后一个方程的一组解,依次回代,可求得原方程的一组特解:

2,2500==y x ,所以原方程的一切整数解为:???+=-=t

y t x 721925。 例3.求不定方程40823=++z y x 的正整数解。

解:显然此方程有整数解。先确定系数最大的未知数z 的取值范围,因为z y x ,,的最小值为1,所以4823401=??

????--≤≤z 。

当1=z 时,原方程变形为3223=+y x ,即2

332x y -=,由上式知x 是偶数且102≤≤x 故方程组有5组正整数解,分别为???==132y x ,???==104y x ,???==76y x ,???==48y x ,???==1

10y x ;

当2=z 时,原方程变形为2423=+y x ,即2324x y -=

,故方程有3组正整数解,分别为:???==92y x ,???==64y x ,???==3

6y x ;

当3=z 时,原方程变形为1623=+y x ,即2316x y -=

,故方程有2组正整数解,分别为:???==52y x ,?

??==24y x ; 当4=z 时,原方程变形为823=+y x ,即238x y -=,故方程只有一组正整数解,为???==12y x 。 故原方程有11组正整数解(如下表):

例4.求出方程1722=-y x 的所有正整数解。

解:先求最小解),(11y x 。令 ,3,2,1=y

当1=y 时,8712=+y ;当2=y 时,29712=+y ;当3=y 时,2286471==+y 。所以1722=-y x 的最小解为)3,8(,于是:

[][])(])738()738[(721)()(21])738()738[(21)()(21*11111111N n y d x y d x d y y d x y d x x n n n n n n n n n n ∈???

????--+=--+=-++=-++= 例5.在直角坐标平面上,以(199,0)为圆心,以199为半径的圆周上的整点的个数为多少个?

解:设),(y x A 为圆O 上任一整点,则其方程为:2

22199)199(=-+x y ;

显然)0,389(),199,199(),199,199(),0,0(-为方程的4组解。

但当199,0±≠y 时,1)199,(=y (因为199是质数),此时,|199|,,199x y -是一组勾股数,故199可表示为两个正整数的平方和,即22199n m +=。

因为3494199+?=,可设12,2+==l n k m ,则1)(414441992222+++=+++=l l k l l k 这与199为34+d 型的质数矛盾!因而圆O 上只有四个整点)0,389(),199,199(),199,199(),0,0(-。 例6.求所有满足z y x 17158=+的正整数三元组),,(z y x 。

解:两边取8mod ,得)8(mod 1)1(≡-y ,所以y 是偶数,再7mod 得)7(mod 32z ≡,所以z 也是偶数。此时令),(2,2N t m t z m y ∈==

于是,由z y x 17158=+可知:)1517(23m t x -=)1517(m t +;

由唯一分解定理:s m t 2)1517(=-,s x m t -=+32)1517(,从而131322)22(2

117----+=+=s x s s x s t 注意到17是奇数,所以要使131322)22(2

117----+=+=s x s s x s t 成立,一定有1=s 。 于是21517=-m t 。

当2≥m 时,在21517=-m t 的两边取9mod ,得)9(mod 2)1(≡-t ,这显然是不成立的,所以1=m ,从而2,1==x t 。

故方程z y x 17158=+只有唯一的一组解(2,2,2)。

例7.a 是一个给定的整数,当a 为何值时,y x ,的方程)1(13-=+xy a y 有正整数解?在有正整数解时,求解该不定方程。

解;若有质数3|x p ,1|-xy p ,则x p |,从而1|p ,矛盾!所以1)1,(3=-xy x 。

因此1|13+-y xy 当且仅当)1(|133+-y x xy 。因为)1()1()1(33333++-=+x y x y x ,

显然)1(|133+-y x xy ,所以1|13+-y xy 当且仅当1|13+-x xy 。(*)

(1)若1=y 时,Z x a ∈-=1

2,所以2=x 或3=x ,2=a 或1=a ; (2)类似地,若1=x ,则Z y ∈-1

2,所以2=y 或3=y ,9=a 或14=a ; (3)由于条件(*),不妨设1>≥y x ;

若y x =,则Z y y y y a ∈-+=-+=111

123,所以3,2===a y x ; 若y x >,则因为)(mod 11),(mod 113y xy y y -≡-≡+,所以存在N b ∈,使得:

)1)(1(13

--=+by xy y ,所以1111111233-+=-+<-+=-y y y y xy y by ,1111+-<-y by 。 因为N b y ∈≥,2,所以必有1=b 。所以)1)(1(13--=+y xy y ,故1,223--=--=y xy y y xy xy y 所以N y y y y x ∈-++=-+=1

21112,所以2=y 或3=y 当2=y 时,5=x ;

当3=y 时,5=x ,对应的a 为1或2。

由条件(*)知5,2==y x 以及5,3==y x 也是原方程的解,对应的整数a 为14或9。 综上,当14,9,3,2,1=a 时原方程有整数解,它们分别是:(3,1),(5,2);(2,1),(5,3),(2,2);(1,2),(3,5);(1,3),(2,5)。

例8.求证:边长为整数的直角三角形的面积不可能是完全平方数。

证明:假设结论不成立,在所有的面积为平方数勾股三角形中选取一个面积最小的,设其边长为z y x <<,则

xy 21是平方数,则必有1),(=y x 。 因为222z y x =+,故存在整数b a b a ,,0>>中一奇一偶,1),(=b a ,使得(不妨设y 是偶数)2222,2,b a z ab y b a x +==-=。 由于ab b a b a xy ))((2

1+-=是完全平方数,而知ab b a b a ,,+-两两互素,故它们是平方数,即2222,,,v b a u b a q b p a =-=+==,所以2222q v u =-即22))((q v u v u =-+

因为v u ,是奇数,易知2),(=-+v u v u ,于是v u -与v u +中有一个是2

2r ,另一个是2)2(s ,而2224s r q =;

另一方面,2222,,,v b a u b a q b p a =-=+==得])()[(4

1)(2122222v u v u v u a p -++=+== 444224])2()2[(4

1s r s r +=+= 所以,以p s r ,2,22为边的三角形都是直角三角形,其面积等于222)(22

1rs s r =?是平方数, 但是xy ab b a b q rs 21)(44)(2222

=-<==,于是构造出了一个面积更小的勾股三角形,矛

盾!

参考文献

1.奥林匹克数学中的代数问题冷岗松沈文选唐立华等著湖南师范大学出版社2.数学奥林匹克教程张军著湖南师范大学出版社3.高中数学竞赛2000题虞金龙著浙江大学出版社4.中国华罗庚学校数学课本周敏泽著吉林教育出版社5.奥林匹克小从书数学竞赛中的数论问题熊斌余红兵著

编后语

本书是作者在辅导山东省济宁一中奥林匹克竞赛班时所编写的教材,由于时间较为仓促,作者水平有限,许多地方编写地不尽如人意,未尽事项请大家谅解!另外,本书参考了大量的方献资料,在此向文献的作者表示感谢!再者,本来本书应配有习题,可是由于作者的计算机水平有限,再加之时间紧迫,所以所有的习题,都是我用手写完成的,未能向大家列出,向大家致歉!

贾广素

于山东济宁

2006年9月6日星期三

小学六年级数学拔高之巧解简单的不定方程

第28讲巧解简单的不定方程 巧点睛——方法和技巧 所谓有定方程,是指未知数的个数多于方程个数的方程(组)。解不定方程的方法是: (1)根据整除知识,缩小未知数的取值范围,然后试算求解。 (2)分析末位数字,缩小未知数的取值范围,寻求方程的整数解。 (3)求出一个未知数用另一个未知数表示的式子,然后试算求解。 (4)直接根据方程确定未知数的取值范围,通过试算求解。 巧指导——例题精讲 A级冲刺名校·基础点睛 【例1】马小富在甲公司打工,几个月后又在乙公司兼职。甲公每月付给他薪金470元,乙公司每月付给他薪金350元。年终,马小富从两家公司共获薪金7 620元。问他在甲公司打工多少个月,在乙公司兼职多少个月。 解设马小富在甲公司打工χ个月,在乙公司兼职y个月。这里χ>,且χ和y都是不大于12的自然数。根据题意列方程: 470χ+350y=7 620 化简得47χ+35 y=762 由于35y的末位数字一定是5或0,因此47χ的末拉数字是7或

2,χ只能是1,11或6。 当χ=1或6时,y不是自然数,不符合题意;当χ=11时,y=7。所以,马小富在甲公司打工11个月,在乙公司兼职7个月。 做一做1 有A、B、C三种商品若干,价值共300元,其中A商品单价为16元,B商品单价为158元,C商品单价为19元。那么,全部C商品至少价值多少元?最多价值多少元? 【例2】要把1米长的优质铜管锯成长38毫米和长90毫米两种规格的小铜管,每锯一次都损耗1毫米铜管,那么,只有当锯得的38毫米铜管和90毫米的铜管各为多少段时,所损耗的铜管才能最少? 解设38毫米、90毫米的铜管分别锯χ段、y段,共锯(χ+y -1)次,损耗铜管(χ+y-1)毫米。根据题意列方程:38χ+90χ+(χ+y-1)=1 000 化简得39χ+91y=1 001 方程两边除以13,得3χ+7y= 77 Y= 7x3 77 。即y=11- 7 3χ。 这里有一个隐蔽条件,就要使损耗最少,尽可能多锯90毫米长的铜管,也就是说χ尽可能小。由于χ、y都必须是自然数,可得χ=7,y=8。即38毫米的铜管锯7段,90毫米的铜管锯8段时,损耗量最小。

五年级解方程

第5单元简易方程 一、解方程(一) 1)15+x=21.3 2)x-3.7=9.2 3)x+3.8=28.4 4)10.8-x=4.6 5)45-x=32 6)x+0.08=5.14 7)7.14-x=6.25 8)11-x=5.5 二、解方程(二) 1)4x=100 2)1.2x=2.64 3)x÷1.2=60 4)x÷3=2.7 5)135÷9x=5 6)80.4÷x=8 7)1.8÷x=9 8)x÷5.8=3.2 三、解方程(三) 1)4x-2.7=2.5 2)37+8.5x=54 3)7×7-3x=40 4)3x-7.68=0.42 5)2x+1.6×8=15 6)4x-2.4×4=25.6 7)4x+4×0.25=21 四、解方程(四) 1)5(x+2.5)=25.5 8)6(x-3)=24 3)(x-1.1)÷2=1.5 4)(x-6)÷4=8 5)(x-4)÷3=1.2 6)2(5-x)=8 6)8÷(x+1)=4 五、解方程(五) 1)5x+6x=99 2)x+3.4x-4.4=28.6 3)7x-2x=25.5 4)2x-x=6.4 六、概念性问题 1、a与b的和的5倍用含有字母的式子表示_______. 2、一个两位数,个位数字是a,十位数字是b,这个两位数可以写成________. 3、一个三位数,个位数字是a,十位数字是b,百位数字是c,这个三位数可以写成_____. 4、a2表示______________;2a表示_______________. 5、当a=3,b=4时,a2+a+2b的值是多少? 6、正确的打“√”,错误的打“×”。 1)含有未知数的式子叫方程。()

2018年国考数量-巧解不定方程问题

巧解不定方程问题 哈尔滨华图房曼 不定方程,顾名思义,一个方程中有多个未知数,无法通过正常的解方程来得出答案,也是省考国考考察的热点、重点。2017年的国家公务员考试副省级的64题,2017年山东省考的51题,都考察了不定方程的应用。 对于不定方程,我们有很多种方法来解决,包括用数字特性法、代入排除法等方法,其中代入排除法可以解决绝大多数不定方程问题,但是四个选项挨个代入比较耗费时间,相当于战争中的核武器,可以解决问题,但是代价比较大;对于一些不定方程题目,我们也可以首先考虑用数字特性来排除几个不靠谱的选项,再用代入法来做,可以大大缩短做题时间,相当于战争中的冲锋枪,可以轻快的解决问题,使用方便。下面列举两道真题来应用一下。 2017年的国家公务员考试副省级64题: 例1、某超市购入每瓶200毫升和500毫升两种规格的沐浴露各若干箱,200毫升沐浴露每箱20瓶,500毫升沐浴露每箱12瓶。定价分别为14元/瓶和25元/瓶。货品卖完后,发现两种规格沐浴露的销售收入相同,那么这批沐浴露中,200毫升的最少有几箱? A.3B.8C.10D.15 解析:设200毫升的最少有a箱,400毫升的有b箱,可以得到一个等式:20*14a=12*25b,为不定方程,求得是a,可以将四个选项从最小的选项挨个代入,求出b,根据题意,b为正整数,符合这个条件的选项即为答案,这是用代入排除法直接做,比较耗费时间。如果先把等式化简一下的话可以得到:14a=15b。可知a需要为15的倍数,直接选出D选项。 2017年山东省考51题: 例2、小张的孩子出生的月份乘以29,出生的日期乘以24.所得的两个乘积加起来刚好等于900,问孩子出生在哪一个季度? A.第一季度 B.第二季度 C.第三季度 D.第四季度 解析:设出生的月份为a,出生的日期为b,得到等式:29a+24b=900,为不定方程。观察等式,900为3的倍数,24b同样为3的倍数,所以要求29a为3的倍数,即要求a为3的倍数,可以为3,6,9,12,分别代入,可以解出b,b需要为小于32的正整数,只有当a为12时,解出b=23,符合条件,12月属于第四季度,故选D选项。 对于不定方程,是公务员考试中的一座小高地近来来考察越来越多我们攻克它有数字特性法和代入排除法等武器在平时的练习和考试中要熟练运用各种方法,才能迅速的解得答案。

二元一次不定方程及其解

2013年第·1期 太原城市职业技术学院学报 Journal of TaiYuan Urban Vocational college 期 总第138期 Jan2013 [摘要]不定方程是数论中最古老的一个分支,也是数论中的一个十分重要的研究课题,我国古代对不 定方程的研究很早,且研究的内容也极为丰富,在世界数学史上有不可忽视的地位。论文重点探讨了二元一次不定方程及其解。[关键词]通解; 特解;观察法;辗转相除法;整数分离法;同余法[中图分类号]O15[文献标识码]A[文章编号]1673-0046(2013)1-0161-02浅析二元一次不定方程及其解 韩孝明 (吕梁学院汾阳师范分校,山西吕梁032200) 不定方程是数论中最古老的一个分支,也是数论中一个十分重要的研究课题,我国古代对不定方程的研究很早,且研究的内容也极为丰富,在世界数学史上有不可忽视的地位。如《张丘建算经》中的“百钱买百鸡”问题、《九章算术》中的“五家共井”问题等等,中外驰名,影响甚远。在公元3世纪初,古希腊数学家丢番图曾系统研究了某些不定方程问题,因此不定方程也叫做丢番图方程。 一、不定方程定义所谓不定方程,是指未知数的个数多于方程的个数且其解受到某种条件的限制的方程或方程组。 不定方程领域中的基本问题是:不定方程有无整数解,有多少整数解,如何求出整数解。围绕这些问题,至今存在着大量的未解决问题,因此不定方程仍是一个很 活跃的数学领域。 中小学的数学竞赛也常常因为某些不定方程的解法巧妙而引入不定方程问题。 二、二元一次不定方程及其解形如ax+by=c(a,b,c∈z,ab≠0)的方程称为二元一 次不定方程。 求其整数解的问题叫做解二元一次不定方程。 由于方程的解x、y可以是正整数,也可以是负整数,或者零,所以我们可以只讨论a、b都是正整数的情 况。例如, 3x-2y=1与3x+2y=1的解相比较,y的值只差一个负号。 当c=0时,如果(a,b)=d(a、b的最大公约数为d),那么在方程的两边同时除以d,使x、y的系数互质。因此不妨假设(a,b)=1,解方程得x=-,由于(a,b)=1,因此当y能被a整除时,方程ax+by=0才有整数解。所以可令y=at(t为任意整数),这时x=-bt,即方程ax+by=0的一切整数解为 (其中t为任意整数) 当c≠0时,实际上也只需要讨论c>0的情况。因 为当c<0时,我们可以在方程两边同时乘以-1,这样方程ax+by=c的右边就成为正整数了。因此对于二元一次不定方程,可以只讨论a>0、b>0、c>0的情况。 现在我们研究二元一次不定方程在什么条件下才有整数解。先考察下面几个方程有没有整数解:2x+y=10,4x+2y=20,4x+2y=25。对于方程2x+y=10,通过 观察可以知道,x=1,y=8是这方程的整数解,因此这个方 程有整数解。 对于方程4x+2y=20,方程两边同时除以2,得2x+y=10,因此这个方程也有整数解。 对于方程4x+2y=25,由于4x+2y=2(2x+y)为偶数,而25是奇数,因此这个方程没有整数解。 对于方程2x+y=10来说,x、y的系数互质,上面已经指出这个方程是有解的;对方程4x+2y=20来说,虽然x、y的系数不互质,但它们的最大公约数2能整除20,这是方程也有解;对方程4x+2y=25来说,x、y的系数不互质,且它们的最大公约数2不能整除常数项20,这时方程无解。这些特点虽然是从一些具体的不定方程归纳出来的,但是它对一般不定方程也是适用的。我们有下面定理: 定理1:二元一次不定方程ax+by=c(a,b,c∈N*)有整数解的充要条件是d│c(其中d=(a,b)。 证明:一是必要性。如果方程ax+by=c有整数解x=x0, y=y0,则ax0+by0=c,因为d│a,d│b,所以d│(ax0+by0),即d│c。 二是充分性。因为d│c,所以c=dq,由裴蜀恒等式可以知道,存在两个整数x 0,y 0, 使ax 0+by 0=d。在上式两边同时乘以q,得ax 0q+by 0q=dq即ax 0q+by 0q=c。 因此方程ax+by=c有整数解x=x 0q,y=y 0q。由上述定理可知,如果c不能被a、b的最大公约数整除,那么方程ax+by=c无解,且可在ax+by=c两端都约去d,使得(a,b)=1。所以通常二元一次不定方程的解是在a、b互质的情况下讨论的。 判断出一个二元一次方程有解以后,如何求出它的一切整数解呢?我们有下面的结论: 定理2:如果二元一次不定方程ax+by=c[(a,b) =1]有整数解x=x0, y=y0,则此方程一切解可以表示为 (t是整数) 证明:先证明 是方程ax+by=c的整数解。 因为x=x0,y=y0是方程ax+by=c的整数解,所以ax0 +by0=c,又因为a(x0-bt)+b(y0+at)=ax0+by0=c。 161··

六年级奥数考点:不定方程问题

考点:不定方程问题 一、知识要点 当方程的个数比方程中未知数的个数少时,我们就称这样的方程为不定方程。如5x-3y=9就是不定方程。这种方程的解是不确定的。如果不加限制的话,它的解有无数个;如果附加一些限制条件,那么它的解的个数就是有限的了。如5x-3y=9的解有: x=2.4 x=2.7 x=3.06 x=3.6 y=1 y=1.5 y=2.1 y=3 如果限定x、y的解是小于5的整数,那么解就只有x=3,Y=2这一组了。因此,研究不定方程主要就是分析讨论这些限制条件对解的影响。 解不定方程时一般要将原方程适当变形,把其中的一个未知数用另一个未知数来表示,然后再一定范围内试验求解。解题时要注意观察未知数的特点,尽量缩小未知数的取值范围,减少试验的次数。 对于有3个未知数的不定方程组,可用削去法把它转化为二元一次不定方程再求解。 解答应用题时,要根据题中的限制条件(有时是明显的,有时是隐蔽的)取适当的值。 二、精讲精练 【例题1】求3x+4y=23的自然数解。 先将原方程变形,y=23-3x 4 。可列表试验求解: 所以方程3x+4y=23的自然数解为 X=1 x=5

Y=5 y=2 练习1 1、(课后)求3x+2y=25的自然数解。 2、求4x+5y=37的自然数解。 3、求5x-3y=16的最小自然数解。 【例题2】求下列方程组的正整数解。 5x+7y+3z=25 3x-y-6z=2 这是一个三元一次不定方程组。解答的实话,要先设法消去其中的一个未知数,将方程组简化成例1那样的不定方程。 5x+7y+3z=25 ① 3x-y-6z=2 ② 由①×2+②,得13x+13y=52 X+y=4 ③ 把③式变形,得y=4-x。 因为x、y、z都是正整数,所以x只能取1、2、3. 当x=1时,y=3 当x=2时,y=2 当x=3时,y=1 把上面的结果再分别代入①或②,得x=1,y=3时,z无正整数解。 x=2,y=2时,z也无正整数解。 x=3时,y=1时,z=1.

不定方程的求解方法汇总

不定方程的求解方法汇总 行测数量运算的考查中,不定方程是计算问题的常考题型,难度不大,易求解。但是想要快速正确的求解出结果,还是需要一些技巧和方法的。专家认为,掌握了技巧和方法,经过大量练题一定可以实现有效的提升,不定方程的题目必定成为你的送分题。 一、不定方程的概念 在学习之前,首先了解一下不定方程的概念:指对于一个方程或者方程组,未知数的个数大于独立方程的个数,便将其称为不定方程或者不定方程组。 在这里解释一下独立方程。看个例子大家便可以明白了: 4x+3y=26①,8x+6y=52② 因为①×2=②,相互之间可以进行转化得到,所以①、②两个式子并不是两个独立的方程,。 二、求解不定方程的方法 1、奇偶性 奇数+奇数=偶数奇数×奇数=奇数 偶数+偶数=偶数偶数×偶数=偶数 奇数+偶数=奇数奇数×偶数=偶数 性质:奇偶奇 7x为奇数,x也为奇数。x可能的取值有1、3、5。当x=1时,y=9,满足题干要求,凳子数量大于桌子数量,其余情况不符合要求,故答案选择B。

2、尾数法 当看到未知数前面的系数为0或者5结尾时,考虑尾数法。任何正整数与5的乘积尾数只有两种可能0或5。 性质:奇偶奇 5x 为奇数,则其尾数必定为5,则4y的尾数为4,y可能为1、6、11,这三种可能。但已知乙部门人数超过10人,则y=11,求得x=3,故答案选择C。 3、整除法 当未知数前面的系数与和或差有除1之外的公因数时,考虑用整除法。 4、特值法 当题目考察不定方程组,且一般情况下,求解(x+y+z)之和时考虑特值法。不定方程组拥有无数组解,而(x+y+z)的结果是唯一的,那么我们便可以随便找一组解代入即可。同时要使计算相对简单,便可以将系数较为复杂的未知数设为特值0,简化运算。

个例独解:“不定方程”解题思路

个例独解:“不定方程”解题思路 不定方程(组)是指未知数的个数多于方程的个数的一个(或几个)方程组成的方程(组)。 不定方程的解一般有无数个,而在这无数个解中要找出一个适合题意的解,则是行测出题 的思路。根据不定方程的这一特点可知,由题干条件推出结论的推理方式比较费时费力, 采用代入法则是不定方程的一般解法。代入法也分为选项代入法、特殊值代入法两种。 某儿童艺术培训中心有5名钢琴教师和6名拉丁舞教师培训中心将所有的钢琴学员和拉丁舞学员共76人分别平均分给各个老师带领刚好能够分完,且每位老师所带的学生数量都 是质数。后来由于学生人数减少,培训中心只保留了4名钢琴教师和3名拉丁舞教师,但每名教师所带的学生数量不变,那么目前培训中心还剩下学员多少人?( )(2012年国家 考试行测第68题) A. 36 B.37 C.39 D.41 读题之后可以看出题干中存在两个明显的等量关系,而也没有其他较简单的做法,则考虑 列方程组,设每名钢琴教师带领x名学员,每名拉丁舞教师带领y名学员; 该方程组有三个未知数,只有两个方程,属于不定方程,用代入法较好。采用特殊值代入 法较好。用第一个方程:5x+6y=76,用奇偶性分析可得x应该为偶数,根据“每位老师所 带的学生数量都是质数”可得x只能为2,又可求的Y=11.再把X=2,Y=11代入方程二可 得4x+3y=41。 该题先列出方程组,再根据题干给出的特殊信息--奇偶性和质数特性,采用特殊值代入的 方式解题。 三位专家为10幅作品投票,每位专家分别都投出了5票,并且每幅作品都有专家投票。 如果三位专家都投票的作品列为A等,两位专家投票的列为B等,仅有一位专家投票的 作品列为C等,则下列说法正确的是( )(2012年 考试 第72题) A、A等和B等共6幅 B、B等和C等共7幅 C、A等最多有5幅 D、A等比C等少5幅 读题之后可以看出题干中存在两个明显的等量关系,即画的张数是10,投票数总共为50. 则考虑列方程组,设A等、B等、C等作品的幅数分别为x、y、z张。可得方程组为: 化简得:2x+y=5,可得x=2,y=1,z=7,答案选D。或者得答案x=1,y=3,z=6,无答案,答案选D。

不定方程的解法与应用

摘要 不定方程是初等数论的一个重要内容,在相关学科和实际生活中也有着广泛的应用.本文首先归纳了整数分离法、系数逐渐减小法和辗转相除法等几种常用的二元一次不定方程的解法;其次进一步讨论了求n元一次不定方程和二次不定方程整数解的方法;最后论述了不定方程在中学数学竞赛题、公务员行测试题和其他学科中的应用,并举例说明. 关键词:不定方程;二元一次不定方程;数学竞赛;公务员试题

Abstract The integral solutions of indeterminate equation solving method is an important content of elementary number theory, has been widely used in related disciplines and in real life. This paper summarizes the integer separation method, coefficient decreases and the Euclidean algorithm and several commonly used two element indefinite equation solution, secondly is further discussed. For n linear indeterminate equation and the method of two time indefinite equation integer solution, and finally discusses the indeterminate equation applied in secondary school mathematics, civil servants for test and other subjects, and illustrated with examples. Key words: i ndeterminate equation; two element indefinite equation; Mathematics contest; civil service examination.

二元一次不定方程的解法总结与例题

探究二元一次不定方程 (Inquires into the dual indefinite equation) 冯晓梁(XiaoLiang Feng)(江西科技师范学院数计学院数一班 330031)【摘要】:二元一次不定方程是最简单的不定方程, 一些复杂的不定方程常常化为二元一次不定方程问题加以解决。我们讨论二元一次方程的整数解。 The dual indefinite equation is the simple the indefinite equation, some complex indefinite equations change into the dual indefinite equation question to solve frequently. We discuss the dual linear equation the integer solution. 【关键字】:二元一次不定方程初等数论整数解 (Dual indefinite equation Primary theory of numbers Integer solution) 二元一次方程的概念:含有两个未知数,并且未知项的次数是1的方程叫做二元一次方程。一个方程是二元一次方程必须同时满足下列条件;①等号两边的代数式是整式; ②具有两个未知数;③未知项的次数是1。 如:2x-3y=7是二元一次方程,而方程4xy-3=0中含有两个未知数,且两个未知数的次数都是1,但是未知项4xy的次数是2,所以,它是二元二次方程,而不是二元一次方程。 定理1.形如(不同时为零)的方程称为二元一次不定方程。 [1] 二元一次方程的解和解二元一次方程:能使一个二元一次方程两边的值相等的未知数的一组值叫做这个方程的一个解,但若对未知数的取值附加某些限制,方程的解可能只有有限个。 通常求一个二元一次方程的解的方法是用一个未知数的代数式表示另一个未知数,如x-2y=3变形为x=3+2y,然后给出一个y的值就能求出x的一个对应值,这样得到的x、y的每对对应值,都是x-2y=3的一个解。 定理2.方程有解的充要是;[2] 若,且为的一个解,则方程的一切解都可以表示成: (t为任意整数)

不定方程常用解题方法

整除法 【例题1】:某国家对居民收入实行下列税率方案:每人每月不超过3000美元的部 分按照1%税率征收,超过3000美元不超过6000美元的部分按照X%税率征收,超过6000 美元的部分按Y%税率征收(X,Y为整数)。假设该国居民月收入为6500美元,支付了120 美元所得税,则Y为多少? A.6 B.3 C.5 D.4 【参考答案】:A. 【解析】:整除法。列方程可得,3000×1%+3000×X%+500×Y%=120,化简可得 6X+Y=18,观察发现,18以及X的系数6都是6的倍数,根据整除可以确定Y一定是6的倍数,所以结合选项答案选择A选项。 【小结】:当列出的方程中未知数的系数以及结果是同一个数的倍数的时候,可以考 虑用整除法结合选项选择答案。 奇偶法 【例题2】:装某种产品的盒子有大、小两种,大盒每盒能装11个,小盒每盒能装8个,要把89个产品装入盒内,要求每个盒子都恰好装满,需要大、小盒子各多少个? A.3,7 B.4,6 C.5,4 D.6,3 【参考答案】:A. 【解析】:奇偶法。设需要大、小盒子分别为x、y个,则有11x+8y=89,由此式89为 奇数,8y一定为偶数,所以11x一定为奇数,所以x一定为奇数,结合选项,排除B和D,剩余两个代入排除,可以选择A选项。 【小结】:列出的方程未知数系数和结果奇偶性可确定时,可以考虑用奇偶性结合选 项破解题目。 尾数法 【例题3】:有271位游客欲乘大、小两种客车旅游,已知大客车有37个座位,小 客车有20个座位。为保证每位游客均有座位,且车上没有空座位,则需要大客车的辆数是:

A.1辆 B.3辆 C.2辆 D.4辆 【参考答案】:B. 【解析】:尾数法。大客车需要x辆,小客车需要y辆,可列37x+20y=271,20y的尾数一定是0,则37x的尾数等于271的尾数1,结合选项x只能是3,所以选择B选项。 【小结】:列出方程的未知数的系数出现5或10的倍数时,尾数可以确定,可以考虑用尾数法结合选项来选择答案。

2015安徽公务员考试行测考点大全:数量关系-不定方程问题

2015安徽公务员考试行测考点大全:数量关系-不定方程问题知识框架 数学运算问题一共分为十四个模块,其中一块是计算问题。不定方程问题是计算问题中算式计算里面的一种。 公务员考试中不定方程应用题一般只有三种类型。解答不定方程时,一定要找出题中明显或隐含的限制条件,从而利用数的奇偶性、数的质合性、数的整除特性、尾数法、特殊值法、代入排除法等技巧去解,理清解题思路,掌握解题方法,就能轻松搞定不定方程问题。 核心点拨 1、题型简介 未知数个数多于方程个数的方程(组),叫做不定方程(组)。通常只讨论它的整数解或正整数解。

在各类公务员考试中,最常出现的是二元一次方程,其通用形式为ax+by=c,其中a、b、c为已知整数,x、y为所求自然数。在解不定方程问题时,我们需要利用整数的奇偶性、自然数的质合性、数的整除特性、尾数法、特殊值法、代入排除法等多种数学知识来得到答案。 2、核心知识 形如,,的方程叫做不定方程,其中前两个方程又叫做一次不定方程。这些方程的解是不确定的,我们通常研究: a.不定方程是否有解? b.不定方程有多少个解? c.求不定方程的整数解或正整数解。 (1)二元一次不定方程 对于二元一次不定方程问题,我们有以下两个定理: 定理1: 二元一次不定方程, A.若其中,则原方程无整数解; B.若,则原方程有整数解; C.若,则可以在方程两边同时除以,从而使原方程的一次项系数互质,从而转化为B的情形。 如:方程2x+4y=5没有整数解;2x+3y=5有整数解。 定理2: 若不定方程有整数解,则方程有整数解,此解称为特解。

方程的所有解(即通解)为(k为整数)。 (2)多元一次不定方程(组) 多元一次不定方程(组)可转化为二元一次不定方程求解。 例: ②-①消去x得y+2z=11 ③ ③的通解为,k为整数。 所以x=10-y-z=4-k,当k=0时,x最大,此时y=1,z=5。 (3)其他不定方程 3、核心知识使用详解 解不定方程问题常用的解法: (1)代数恒等变形:如因式分解、配方、换元等; (2)不等式估算法:利用不等式等方法,确定出方程中某些变量的范围,进而求解; (3)同余法:对等式两边取特殊的模(如奇偶分析),缩小变量的范围或性质,得出不定方程的整数解或判定其无解; (4)构造法:构造出符合要求的特解,或构造一个求解的递推式,证明方程有无穷多解; (5)无穷递推法。 (6)特殊值法:已知不定方程(组),在求解含有未知数的等式的值时,在该等式是定值的情况下,可以采用特殊值法,且可以设为特殊值的未知数的个数=未知数的总个数-方程的个数。 夯实基础

不定方程及不定方程组

不定方程及不定方程组集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

第二十七讲 不定方程、方程组 不定方程(组)是指未知数的个数多于方程的个数的方程(组),其特点是解往往有无穷多个,不能惟一确定. 对于不定方程(组),我们往往限定只求整数解,甚至只求正整数解,加上条件限制后,解就可确定. 二元一次不定方程是最简单的不定方程,一些复杂的不定方程(组)常常转化为二元一次不定方程问题加以解决,与之相关的性质有: 设d c b a 、、、为整数,则不定方程c by ax =+有如下两个重要命题: (1)若(a ,b)=d ,且d 卜c ,则不定方程c by ax =+没有整数解; (2)若00y x ,是方程c by ax =+且(a ,b)=1的一组整数解(称特解),则为整数) t at y y bt x x (00???-=+=是方程的全部整数解(称通解). 解不定方程(组),没有现成的模式、固定的方法可循,需要依据方程(组)的特点进行恰当的变形,并灵活运用以下知识与方法;奇数偶数,整数的整除性、分离整系数、因数分解。配方利用非负数性质、穷举,乘法公式,不等式分析等. 举例 【例1】 正整数m 、n 满足8m+9n=mn+6,则m 的最大值为 . (新加坡数学竞赛题) 思路点拔 把m 用含n 的代数式表示,并分离其整数部分(简称分离整系数法).再结合整除的知识,求出m 的最大值. 注:求整系数不定方程c by ax =+的整数解。通常有以下几个步骤: (1)判断有无整数解;(2)求一个特解;(3)写出通解;(4)由整数t 同时要满足的条件(不等式组),代入(2)中的表达式,写出不定方程的正整数解. 分离整系数法解题的关键是把其中一个未知数用另一个未知数的代数敷式表示,结合整除的知识讨论. 【例2】 如图,在高速公路上从3千米处开始,每隔4千米设一个速度限制标志,而且从10千米处开始,每隔9千米设一个测速照相标志,则刚好在19千米处同时设置这两种标志.问下一个同时设置这两种标志的地点的千米数是( ). A .32千米 B .37千米 C .55千米 D .90千米 (河南省竞赛题) 思路点拨 设置限速标志、照相标志千米数分别表示为3+4x 、10十9y(x ,y 为自然数),问题转化为求不定方程3+4x=0+9y 的正整数解. 【例3】 (1)求方程15x+52y=6的所有整数解. (2)求方程x+y =x 2一xy+y 2的整数解. (莫斯科数学奥林匹克试题) (3)求方程 6 5 111=++z y x 的正整数解. (“希望杯”邀请赛试题)

第六节不定方程

第六节 不定方程 所谓不定方程,是指未知数的个数多于方程个数,且未知数受到某些(如要求是有理数、整数或正整数等等)的方程或方程组。不定方程也称为丢番图方程,是数论的重要分支学科,也是历史上最活跃的数学领域之一。不定方程的内容十分丰富,与代数数论、几何数论、集合数论等等都有较为密切的联系。不定方程的重要性在数学竞赛中也得到了充分的体现,每年世界各地的数学竞赛吉,不定方程都占有一席之地;另外它也是培养学生思维能力的好材料,数学竞赛中的不定方程问题,不仅要求学生对初等数论的一般理论、方法有一定的了解,而且更需要讲究思想、方法与技巧,创造性的解决问题。在本节我们来看一看不定方程的基础性的题目。 基础知识 1.不定方程问题的常见类型: (1)求不定方程的解; (2)判定不定方程是否有解; (3)判定不定方程的解的个数(有限个还是无限个)。 2.解不定方程问题常用的解法: (1)代数恒等变形:如因式分解、配方、换元等; (2)不等式估算法:利用不等式等方法,确定出方程中某些变量的范围,进而求解; (3)同余法:对等式两边取特殊的模(如奇偶分析),缩小变量的范围或性质,得出不定方程的整数解或判定其无解; (4)构造法:构造出符合要求的特解,或构造一个求解的递推式,证明方程有无穷多解; (5)无穷递推法。 以下给出几个关于特殊方程的求解定理: (一)二元一次不定方程(组) 定义1.形如c by ax =+(,,,,Z c b a ∈b a ,不同时为零)的方程称为二元一次不定方程。 定理1.方程c by ax =+有解的充要是c b a |),(; 定理2.若1),(=b a ,且00,y x 为c by ax =+的一个解,则方程的一切解都可以表示成 ??? ????-=+=t b a a y y t b a b x x ),(),(00t (为任意整数)。 定理3.n 元一次不定方程c x a x a x a n n =+++Λ2211,(N c a a a n ∈,,,,21Λ)有解的充要条件是c a a a n |),,,(21Λ. 方法与技巧: 1.解二元一次不定方程通常先判定方程有无解。若有解,可先求c by ax =+一个特解,从而写出通解。当不定方程系数不大时,有时可以通过观察法求得其解,即引入变量,逐渐减

行测技巧:快速解不定方程.doc

行测技巧:快速解不定方程 在考场上人与人拉开差距的除了平常的知识点的积累,还有面对考试题型能够有一个更好的解答思路,下面由我为你精心准备了“行测技巧:快速解不定方程”,持续关注本站将可以持续获取更多的考试资讯! 行测技巧:快速解不定方程 方程可以说是解决数学问题的“万精油”,不管是国考省考市考,还是事业单位特殊岗位,行测考试中方程出现的频率可谓是越来越高,很多同学对于方程也是又爱又恨,最头疼的问题是莫过于能列出方程,却解不出来。接下来就教大家快速解一类特殊的方程——不定方程。 首先我们看这样一个式子:2x+3y=10,类似这样未知数的个数大于独立方程得个数的方程就叫做不定方程了,那这类式子按道理应该是无数组解,为什么可以快速解出答案呢?这就要说明一下我们这里的解是在正整数的范围内求解,因为一般这样的解会有一个限定条件,比如人的个数,汽车的辆数,羊的头数,他们都是一个正整数,所以我们才可以快速解出答案。 方法一:整除法 秒解特征:未知数的系数与常数项有公约数 【例题1】:3x+7y=56,x和均为正整数,x为() A、5 B、6 C、7 D、8 【解析】C,通过观察发现,7y 和56都可以被7整除,所以3x也可以被7整除,然而3不能被7整除,所以x一定可以被7整除,所以选择答案C。 方法二:奇偶性 秒解特征:未知数的系数一奇一偶 【例题2】:3x+4y=23,x,y均为正整数,x为()

A、2 B、 5 C、6 D、7 【解析】B,通过观察发现,4y是一个偶数,23是一个奇数,所以 3x一定是一个奇数,所以x一定为奇数,排除A,C答案,代入B答案,此时y=2,符合题意,所以选择答案B。 方法三:特值法 秒解特征:求解不定式方程组中表达式的值 【解析】B,题干中最后求解x+y+z为一个定值,所以前面的x,y,z的取值都不会对后面的结果产生影响,所以我们取z=0,则可以得到 x=50,y=50,所以x+y+z=100。 总的来说,解决不定方程的难度不大,要想快速解决问题,只需要找到题干中的特征,运用相对应的办法,就可以快速得出答案!

(完整word版)初中数学几种不定方程和方程组的解题技巧和方法

初中数学几种不定方程和方程组的解题技巧和方法 凯里市大风洞正钰中学曾祥文 摘要:教学作为一种有明确目的性的认知活动,其有效性是教育工作者所共同追求的。在初中数学教学中不定方程与方程(组)占很大的比例,是中学生经常出错和不懂的部分。本文主要探讨几种不定方程和方程组的解题技巧和方法。 关键词:初中数学不定方程方程 教学作为一种有明确目的性的认知活动,其有效性是教育工作者所共同追求的。有效教学是教师在达成教学目标和满足学生发展需要方面都很成功的教学行为,它是教学的社会价值和个体价值的双重体现。数学是人们对客观世界定性把握和定量刻画、逐渐抽象、形成方法和理论,并进行广泛应用的过程。数学教学是教师对学生进行数学思维培养的一种认知过程。 方程(组)中,未知数的个数多于方程的个数时,它的解往往有无数多个,不能唯一确定,因此这类方程常称为不定方程(组),解不定方程没有固定的方法,需具体问题具体分析,经常用到整数的整除、奇数偶数的特性、因数分解、不等式估值、穷举、分离整数、配方等知识与方法,解不定方程的技巧是对方程适当变形,灵活运用相关知识。本文就几类常见的不定方程与方程做如下浅析。 1 非负数的巧用 在初中数学中,经常用的非负数有:①a2 ≥0 ;②|a|≥0;③a≥0若干个非负数的和为0,那么每个非负数均为0, 例1:已经x2 + y2-x+2y+5/4= 0 ,求x 、y的值。 评析:方程左边配方可变为非负数之和 解:由x2 + y2-x+ 2y+5/4= 0 得( x—1/2 ) 2+ ( y +1 ) 2= 0 所以( x—1/2 ) 2≥0,( y + 1 )2≥≥0 一般地,几个非负数之和为0,则每个非负数均为0。所以x=1/2, y=1 2 二元一次方程的整数解

10秒钟解不定方程的方法

10秒钟解不定方程的方法 一、不定方程常用解法汇总 1、利用奇偶性求解 自然数分为奇数和偶数,而加和、做差和乘积也存在一定规律: 奇数+奇数=偶数;偶数+偶数=偶数;奇数+偶数=奇数; 奇数×奇数=奇数;偶数×偶数=偶数;奇数×偶数=偶数。 例题1:x,y为自然数,2x+3y=22,求y=? A.1 B.2 C.3 D.5 【答案】B。解析:22是偶数,2x是偶数,偶数加偶数才能得到偶数,所以3y一定是偶数,又因为3是奇数,所以只能是y为偶数,答案选B。 2、利用尾数法求解 适用环境:一个未知数系数尾数是5或0。 例题2:现有139个同样大小的苹果往大、小两个袋子中装,已知大袋每袋装17个苹果,小袋每袋装10个苹果。每个袋子都必须装满,则需要大袋子的个数是? A.5 B.6 C.7 D.8 【答案】C解析:设需要大袋子x个,小袋子y个,得到17x+10y=139,由于小袋子每袋装10个苹果,所以无论有多少个小袋子,所能装的苹果数的尾数永远为0,即10y的尾数为0;而大袋每袋装17个苹果,17x的尾数为9,所以x的尾数为7,选C。 3、利用整除特性求解 适用环境:等式右边的常数和某个未知数系数能被同一个数整除(1除外),即有除了1以外的公约数。 例3:x,y为自然数,3x+4y=129,求y=? A.11 B.12 C.13 D.14 【答案】B。解析:发现129和x的系数3都能被3整除,所以4y也必定被3整除,而4不能被3整除,所以只能y被3整除,答案选B。 二、真题演练 1、超市将99个苹果装进两种包装盒,大包装盒每个装12个苹果,小包装盒每个装5个苹果,共用了十多个盒子刚好装完。问两种包装盒相差多少个? A.3 B.4 C.7 D.13 【答案】D解析:此题条件比较单一,没有直接可以利用的数量关系。因此,要优先考虑方程法,利用方程来理清数量间的特殊关系。 设大包装盒有x个,小包装盒有y个,则12x+5y=99,其中x、y之和为十

2021年数列中不定方程问题的几种解题策略

数列中不定方程问题的几种解题策 略 欧阳光明(2021.03.07) 王海东 (江苏省丹阳市第五中学,212300) 数列是高中数学的重要内容,又是学习高等数学的基础,在高考中占有极其重要的地位.数列中不定方程的整数解问题逐渐成为一个新的热点,在近年来的高考模拟卷中,这类问题屡见不鲜,本文中的例题也都是近年来大市模考题的改编.本文试图对与数列有关的不定方程的整数解问题的解法作初步的探讨,以期给同学们的学习带来帮助。 题型一:二元不定方程 双变量的不定方程,在高中阶段主要是求出此类不定方程的整数解,方法较灵活,下面介绍3种常用的方法。 方法 1.因式分解法:先将不定方程两边的数分解为质因数的乘积,多项式分解为若干个因式的乘积,再由题意分类讨论求解。 题1(2014·浙江卷)已知等差数列{}n a 的公差d >0.设{}n a 的前 n 项和为n S ,11=a ,3632=?S S . (1)求d 及S n ; (2)求m ,k (m ,k ∈N *)的值,使得65...21=+++++++k m m m m a a a a . 解析(1)略(2)由(1)得2,12n S n a n n =-=(n ∈N *) 所以65)1)(12(=+-+k k m ,由m ,k ∈N *知1112>+≥-+k k m

65151365?=?=,故???=+=-+5 11312k k m 所以???==45k m 点评 本题中将不定方程变形为()()135112?=+?-+k k m ,因为分解方式是唯一的,所以可以得到关于k m ,的二元一次方程组求解。 方法 2.利用整除性质 在二元不定方程中,当其中一个变量很好分离时,可分离变量后利用整除性质解决. 题2.设数列{}n b 的通项公式为2121n n b n t -=-+,问:是否存在正整数t , 使得12m b b b ,,(3)m m ≥∈N ,成等差数列?若存在,求出t 和m 的值;若不存在,请说明理由. 解析:要使得12,,m b b b 成等差数列,则212m b b b =+ 即:312123121m t t m t -=+++-+ 即:431 m t =+- ∵,m t N *∈,∴t 只能取2,3,5 当2t =时,7m =;当3t =时,5m =;当5t =时,4m =. 点评 本题利用t 表示 m 从而由431 m t =+-得到14-t 是整数,于是1-t 是4的约数,从而估计出可能的所有取值,再逐一检验即可,当然,本题也可以利用m 表示t 来处理. 方法 3.不等式估计法:利用不等式工具确定不定方程中某些字母的范围或等式一边的范围,再分别求解。如转化为()()n g m f =型,利用()n g 的上界或下界来估计()m f 的范围,通过解不等式得出m 的范围,再一一验证即可。 题3:已知n n n b 3=,试问是否存在正整数q p , (其中q p <<1),使 q p b b b ,,1成等比数列?若存在,求出所有满足条件的数组(p ,q );若 不存在,说明理由. 解析:假设存在正整数数组(p ,q ),使成等比数列,则

不定方程的解法

基本介绍编辑本段 不定方程是数论的一个分支,它有着悠久的历史与丰富的内容。所谓不定方程是指解的范围为整数、正整数、有理数或代数整数的方程或方程组,其未知数的个数通常多于方程的个数。 古希腊数学家丢番图于三世纪初就研究过若干这类方程,所以不定方程又称丢番图方程,是数论的重要分支学科,也是历史上最活跃的数学领域之一。不定方程的内容十分丰富,与代数数论、几何数论、集合数论等等都有较为密切的联系。1969年,莫德尔较系统地总结了这方面的研究成果。 2发展历史编辑本段 不定方程是数论中最古老的分支之一。古希腊的丢番图早在公元3世纪就开始研究不定方程,因此常称不定方程为丢番图方程。Diophantus,古代希腊人,被誉为代数学的鼻祖,流传下来关于他的生平事迹并不多。今天我们称整系数的不定方程为「Diophantus方程」,内容主要是探讨其整数解或有理数解。他有三本著作,其中最有名的是《算术》,当中包含了189个问题及其答案,而许多都是不定方程组(变量的个数大于方程的个数)或不定方程式(两个变数以上)。丢番图只考虑正有理数解,而不定方程通常有无穷多解的。 研究不定方程要解决三个问题:①判断何时有解。②有解时决定解的个数。③求出所有的解。中国是研究不定方程最早的国家,公元初的五家共井问题就是一个不定方程组问题,

公元5世纪的《张丘建算经》中的百鸡问题标志中国对不定方程理论有了系统研究。秦九韶的大衍求一术将不定方程与同余理论联系起来。百鸡问题说:“鸡翁一,直钱五,鸡母一,直钱三,鸡雏三,直钱一。百钱买百鸡,问鸡翁、母、雏各几何?”。设x,y,z分别表鸡翁、母、雏的个数,则此问题即为不定方程组的非负整数解x,y,z,这是一个三元不定方程组问题。 3常见类型编辑本段 ⑴求不定方程的解; ⑵判定不定方程是否有解; ⑶判定不定方程的解的个数(有限个还是无限个)。 4方程相关编辑本段 4.1一次不定方程 二元一次不定方程的一般形式为ax+by=c。其中 a,b,c 是整数,ab ≠ 0。此方程有整数解的充分必要条件是a、b的最大公约数整除c。若a、b互质,即它们的最大公约数为1,(x0,y0)是所给方程的一个解,则此方程的解可表为{(x=x0-bt,y=y0+at)|t为任意整数}。 S(?2)元一次不定方程的一般形式为a1x1+a2x2+…+asxs=n0a1,…,as,n为整数,且a1…as≠0。此方程有整数解的充分必要条件是a1,…,as的最大公约数整除n。 埃拉托塞尼筛法产生的素数普遍公式是一次不定方程公元前300年,古希腊数学家欧几里得就发现了数论的本质是素数,他自己证明了有无穷多个素数,公元前250年古希腊数学家埃拉托塞尼发明了一种筛法: 一“要得到不大于某个自然数N的所有素数,只要在2---N中将不大于√N的素数的倍数全部划去即可”。 二后来人们将上面的内容等价转换:“如果N是合数,则它有一个因子d满足1

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