《不定方程》教案、强化训练题选
- 资源简介:
《不定方程》教案
所谓不定方程,是指未知数的个数多于方程个数的方程或方程组。
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。
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、奇偶分析法、特殊模法;
(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 ( 不同时为零)的方程称为二元一次不定方程。
定理1 若二元一次不定方程 ,a和b的最大公约数不能整除c,则方程没有整数解。
由此,当a,b的最大公约数能够整除c时,可以用这个最大公约数去除方程两边,从而使x和y的系数的最大公约数为1,这样,为了解二元一次不定方程,只要考虑x,y的系数的最大公约数是1(即这两个系数互质)的情形就可以了,一般地,有
定理2 若整数a,b互素,则方程 有整数时,同时方程 也有整数解。若 是方程 的一个整数解,则 是方程 的一个整数解,方程的一切解都可以表示成
定理3. 元一次不定方程 ,( )有解的充要条件是 .
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 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 元一次不定方程 时,可先顺次求出 ,
……, .若 ,则方程无解;若 | ,则方程有解,作方程组:
求出最后一个方程的一切解,然后把 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. 个 元一次不定方程组成的方程组,其中 ,可以消去 个未知数,从而消去了 个不定方程,将方程组转化为一个 元的一次不定方程。《不定方程》强化训练题选
1. 设a与b是正整数,(a, b) = 1,则任何大于ab a b的整数n都可以表示成n = ax by的形式,其中x与y是非负整数,但是n = ab a b不能表示成这种形式。
解 (ⅰ) 由定理2,方程
ax by = n (11)
的解具有
, tZ (12)
的形式,其中x0与y0满足方程(11)。
由假设条件n > ab a b及式(11)与式(12),有
ax = n by = n b(y0 at) > ab a b b(y0 at)。 (13)
取整数t,使得
0 y = y0 at a 1,
则由式(13)得到
ax > ab a b b(a 1) = a,
x > 1,x 0,
即n = ax by,x 0,y 0。
(ⅱ) 设有x 0,y 0,使得
ax by = ab a b, (14)
则
a(x 1) b(y 1) = ab。 (15)
所以ab(y 1)。但是(a, b) = 1,于是必有
ay 1,y 1 a。
同理可以证明x 1 b,从而
a(x 1) b(y 1) 2ab,
这与式(15)矛盾,所以式(14)是不可能的。
2. 设a,b,c是整数,(a, b) = 1,则在直线ax by = c上,任何一个长度大于 的线段上至少有一个点的坐标都是整数。
解 由定理2,直线ax by = c上的坐标都是整数的点(xt, yt)的坐标是
, tZ,
其中(x0, y0)是直线ax by = c上的坐标都是整数的点,由定理1,这样的点是存在的。
对于任意的tZ,记Pt是以(xt, yt)为坐标的点,则Pt 1与Pt 之间的距离
。
这说明,两个“相邻的”坐标是整数的点的距离是 ,从而得出所求之结论。
资源评论
共有 0位用户发表了评论 查看完整内容我要评价此资源