《中国剩余定理》学案
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约1850字。
§4 中国剩余定理
民间传说着一则故事——“韩信点兵”.
秦朝末年,楚汉相争.一次,韩信带1 500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.韩信兵马到坡顶,见来敌不足五百骑,便急速点兵迎敌.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1 073名勇士,敌人不足五百,我们居高临下,以众击寡,一定能打败敌人.汉军本来就信服自己的统帅,这一来更相信韩信是“神仙下凡”“神机妙算”.于是士气大振.一时间旌旗摇动,鼓声喧天,汉军步步进逼,楚军乱作一团.交战不久,楚军大败而逃.
你知道韩信是怎么算出士兵人数的吗?这要用到今天我们要学习的知识.
1.“物不知数”这个题目最早出现在我国古老的数学名著《孙子算经》之中,原题是:“今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”实际上这个问题用现代数学语言表示,就是求一次同余式组的解的问题:求正整数x,满足条件为____________.
这个同余式等价于求下面不定方程组的正整数解______.
2.“物不知数”问题的解法分3步:
(1)设P满足两个条件:①5|P,7|P ②P≡________;
设Q满足两个条件:①3|Q,7|Q ②Q≡________;
设R满足两个条件:①3|R,5|R ②R≡________.
(2)把它们叠加起来,就得到解:2P+3Q+2R.因为2P+3Q+2R除以3余2,除以5余3,除以7余2.
(3)我们(m是自然数),
令m=1,P=35≡2(mod 3);
令m=2,P=70≡1(mod 3).
∴P=________.
同理求得Q=________,R=________.故2________+3Q+2R=________.
因为问题的解不唯一,且3×5×7=105,所以最小正整数解为____________.满足条件的所有解为____________.
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