韩信点兵(同余问题)#精选.
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二韩信点兵
例1我们先考虑下列的问题:假设兵不满一万,每5人一列、9人一列、13人一列、17人一列都剩3人,则兵有多少?
首先我们先求5、9、13、17之最小公倍数9945(注:因为5、9、13、17为两两互质的整数,故其最小公倍数为这些数的积),然后再加3,得9948(人)。
例2有一个数,除以3余2,除以4余1,问这个数除以12余几?
解:除以3余2的数有:2,5,8,11,14,17,20,23….
它们除以12的余数是:2,5,8,11,2,5,8,11,….
除以4余1的数有:1,5,9,13,17,21,25,29,….
它们除以12的余数是:1,5,9,1,5,9,….
一个数除以12的余数是唯一的.上面两行余数中,只有5是共同的,因此这个数除以12的余数是5.
如果我们把问题改变一下:有一个数,除以3余2,除以4余1,问这个数是几?不求被12除的余数,而是求这个数是几?.很明显,这个数最小是5,满足条件的数是很多的,它们是5+12×n (n=0,1,2,3…),
事实上,我们首先找出5后,注意到12是3,4的最小公倍数,再加上12的整数倍,就都是满足条件的数.这样就是把“除以3余2,除以4余1”两个条件合并成“除以12余5”一个条件.
题目中提出的条件有三个,我们可以先把两个条件合并成一个.然后再与第三个条件合并,就可找到答案.
例3秦朝末年,楚汉相争.韩信帅1500名将士与楚王大将李锋交战。苦战一场,楚军不敌,败退回营,汉军也死伤四五百人,于是韩信整顿兵马也返回大本营。当行至一山坡,忽有后军来报,说有楚军骑兵追来。只见远方尘土飞扬,杀声震天。汉军本来已十分疲惫,这时队伍大哗。韩信急速点兵迎敌。他命令士兵3人一排,结果多出2名;接着命令士兵5人一排,结果多出3名;他又命令士兵7人一排,结果又多出2名。韩信马上向将士们宣布:我军有1073人,敌人不足五百,我们居高临下,以众击寡,一定能打败敌人。
一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求符合条件的最小数.
解:第1步先列出满足其中一个条件的数(一般从小到大),即除以3余2的数:
2,5,8,11,14,17,20,23,26,…,
第2步再列出满足其中第二个条件的数,即除以5余3的数:
3,8,13,18,23,28,….
第3步归纳前面第3步首先出现的公共数是8.
8就是满足除以3余2,除以5余3的最小的那个数。
3与5的最小公倍数是15.两个条件合并成一个就是8+15×n (n=0,1,2,…)。
列出这一串数是8,23,38,…,
第4步再列出满足其中第三个条件的数,即除以7余2的数
2,9,16,23,30,…,
第5步归纳第3步第4步得到的数列。就得出符合题目条件的最小数是23. 事实上,我们已把题目中三个条件合并成一个。3,5,7的最小公倍数是105 ,满足三个条件的所有数是23+105×n(n=0,1,2,…) 第6步那么韩信点的兵在1000-1100之间,应该是23+105×10=1073人
如果你随便拿一把蚕豆(数目约在100粒以内),假如3粒一数余1粒,5粒一数余2粒,7粒一数余2粒,那么,原有蚕豆有多少粒呢?
中国剩余定理(韩信点兵)的计算方法是:
第1步用3个一数剩下的余数,将它乘以70(因为70既是5与7的倍数,又是以3去除余1的数);
第2步用5个一数剩下的余数,将它乘以21(因为21既是3与7的倍数,又是以5去除余1的数);
第3步7个一数剩下的余数,将乘以15(因为15既是3与5的倍数,又是以7去除余1的数),
第4步将这些数加起来,若超过105(105是3,5,7的最小公倍数),就减掉105,如果剩下来的数目还是比105大,就再减去105,直到得数比105小为止。这样,所得的数就是原来的数了。根据这个道理,你可以很容易地把前面的题目列成算式:
1×70+2×21+2×15-105 =142-105 =37
因此,可以知道,原来这一堆蚕豆有37粒。
【例4】求最小非负整数N,使他在除以5,7,11以后所得余数分别是a,b,c。
【韩信点兵法口诀的原理】
①能被7,11除尽数是77k,当k=3,即231除5正好余1,231a 除5正好余a。
②能被5,11除尽数是55k,当k=6,即330除7正好余1,330b 除7正好余b。
③能被5,7除尽数是35k,当k=6,即210除11正好余1,210c 除11正好余c。
那么 231a+330b+210c 除以5,7,11以后所得余数一定分别是a,b,c。
5,7,11的最小公倍数是385,根据【符合要求的最小数N必满足0≤N<385】,所以当 231a+330b+210c 大于或等于385时,还必须减去若干个385 直到比385小为止,才可以得到符合题意要求的最小数。
【说明】231a+330b+210c + 385k 也一定满足“除以5,7,11以后所得余数分别是a,b,c”。
【例5】求最小非负整数N,使他在除以5,7,11以后所得余数分别是3,5,7。
【解】231a+330b+210c=231×3+330×5+210×7=3813.
因为 3813>385,所以减去9个385后,得到比385小的 3813-9×385=348 就是符合题意的最小非负整数了
这些题可转化为余数问题解决。如果你知道中国剩余定理,可直接用,如果不知道,也没有关系,可采取余数常用方法,先找一个最小的满足第一个数,然后调整一下满足第二个数,再调整满足第三个数。在调整时,一定不要改变你前面已经满足的数的特点,每次加前面已经满足的数的最小公倍数,这样它的余数就不会被改变。
课堂练习(用上面介绍的两种方法)
1 有一个数,除以3余1,除以5余3,问这个数除以16余几?