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百鸡问题
4 B6 D! h& r2 U4 v2 `1 n( `0 O( |
今有鸡翁一,值钱伍;鸡母一,值钱三;鸡鶵三,值钱一。凡百钱买鸡百只,问鸡翁、母、鶵各几何?答曰:鸡翁四,值钱二十;鸡母十八,值钱五十四;鸡鶵七十八,值钱二十六。又答:鸡翁八,值钱四十;鸡 母十一,值钱三十三,鸡鶵八十一,值钱二十七。又答:鸡翁十二,值钱六十;鸡母四、值钱十二;鸡鶵八十 四,值钱二十八。”
" w1 b0 B. J' H5 W/ @3 N编辑本段
3 ^. j2 x6 {# ~: A原书说明
. g+ w w% z$ |/ b7 |
' `7 X+ H9 b+ k' K; s" | 原书没有给出解法,只说如果少买7只母鸡,就可多买4只公鸡和3只小鸡。所以只要得出一组答案,就可以推出其余两组答案。中国古算书的著名校勘者甄鸾和李淳风注释该书时都没给出解法,只有约6世纪的算学家谢察微记述过一种不甚正确的解法。到了清代,研究百鸡术的人渐多,1815年骆腾风使用大衍求一术解决了百鸡问题。1874年丁取忠创用一个简易的算术解法。在此前后时曰醇(约1870)推广了百鸡问作《百鸡术衍》,从此百鸡问题和百鸡术才广为人知。百鸡问题还有多种表达形式,如百僧吃百馒,百钱买百禽等。宋代杨辉算书内有类似问题,中古时近东各国也有相仿问题流传。例如印度算书和阿拉伯学者艾布·卡米勒的著作内都有百钱买百禽的问题,且与《张邱建算经》的题目几乎全同。
' T; x. Z- p1 j5 u% p编辑本段/ ^; i: [+ c' @+ i
解法
5 A# ?* ^* k9 E* R( W% p0 q! @2 h9 M ?
中国古代算书《张丘建算经》中有一道著名的百鸡问题:公鸡每只值5 文钱,母鸡每只值3 文钱,而3 只小鸡值1 文钱。现在用100 文钱买100 只鸡,问:这100 只鸡中,公鸡、母鸡和小鸡各有多少只?4 d8 v! \- ^' ^8 p4 Q$ g0 y" |% l z
这个问题流传很广,解法很多,但从现代数学观点来看,实际上是一个求不定方程整数解的问题。解法如下:0 m: r( W2 X9 t, _, h! v
设公鸡、母鸡、小鸡分别为x、y、z 只,由题意得:
. \! H/ h5 L+ }/ p: {9 J9 _: z9 G8 R3 i ①……x+y+z =100
. Y/ a( J- H0 j5 l' z# W+ z, C ②……5x+3y+(1/3)z =100( z7 I3 w1 k: C: T
有两个方程,三个未知量,称为不定方程组,有多种解。
( y8 d( f8 i. C8 p: p 令②×3-①得:7x+4y=100;: @+ {9 a* w4 U; T4 E2 s
所以y=(100-7x)/4=25-2x+x/4
- j1 q( T/ h0 W8 S r" n 令x/4=t, (t为整数)所以x=4t' A: I# t- W7 W; F. @. Z+ b6 n- w3 f: B
把x=4t代入7x+4y=100得到:y=25-7t
( Q! k0 U3 u/ U0 l% W; s 易得z=75+3t; }9 Y9 j" P. x
所以:x=4t
' h6 u8 c* [ Y1 [. r4 Q y=25-7t
7 @7 ~* j3 c! J/ Y- _7 u z=75+3t" `! ?9 S' \+ E3 ?. G
因为x,y,z大于等于06 [+ N2 _2 \) l3 b. }
所以4t大于等于0
1 j; G' i8 R" X' S. B 25-7t大于等于0
. J1 P0 Z# c: r2 O 75+3t大于等于05 ]: g. \* d6 m! v7 }
解得t大于等于0小于等于25/7 又因为t为整数
8 S. l7 N f' O; M# f5 @, R" E 所以t=0,1,2,3(这里不要忘记t有等于0得可能)) T1 ~* c4 \% l( c) |* F
当t=0时
# Y V1 o' @! j x=0,y=25,z=75
, a9 x! n- R' {! O( C- T9 l3 D 当t=1时
, e: O: m( a& N S# y, | x =4;y =18;z =78 L7 g& G% g5 U# p/ g
当t=2时
% k1 e4 f0 t( W' h4 m x =8;y =11;z =81$ ~& U5 B6 ^8 a, c9 D% e
当t=3时7 N: V- L4 c" v2 i! z5 C# k
x =12;y =4;z =84- {* ?* w8 J& M. w; i% S, F- k+ s
编辑本段" {4 h# Q" h$ j- I
C语言解法" d5 S: `5 L9 N, C( h0 I
! Z( f. J/ f5 z
8 b* _" N" r$ m# r% n#include <stdio.h>9 |0 a; D- m/ B. F- ?# Q
void main()5 D7 `" d: _% d. F) R8 `9 Q2 Q! e9 V
{& a. p6 U( @1 O0 X
int cocks=0,hens,chicks;/ U" C9 D+ G9 ^- u4 M
while(cocks<=20)
8 d' T1 Q& o/ i- y{
) R, G* `! m5 U8 {4 j4 lhens=0;+ T0 A$ h2 c6 O4 W3 D8 R
while(hens<=33)
6 l. a3 E! j7 b6 p/ s{
6 a, ]1 d: Q: [% \" Echicks=100-cocks-hens;
: [* O+ B. S" Xif(5.0*cocks+3.0*hens+chicks/3.0==100.0)
/ I0 c5 R( s/ }printf("公鸡%d只,母鸡%d只,小鸡%d只\n\n",cocks,hens,chicks);. T3 y. b. K# l/ |# s I9 p
hens++;
( t* z1 ^- V. {: Y}
" R6 g8 R' @( P4 g3 J' H3 w( K1 ncocks++;6 S1 v; O4 d/ b8 p* t k
}
6 ^1 s& i8 Q, L5 G1 Z}. z' m8 |/ Q0 b Z
输出结果为:( g9 S3 T( `% v5 N, T$ d
公鸡0只,母鸡25只,小鸡75只2 T2 J8 r& n2 C) \
公鸡4只,母鸡18只,小鸡78只& G: w/ S: B0 n2 L6 h, }( J
公鸡8只,母鸡11只,小鸡81只
' M v1 d; ^! ] 公鸡12只,母鸡4只,小鸡84只
/ i/ \4 F$ e+ D% R% |0 j编辑本段3 c# c( c) t# }4 [
java语言解法4 ]' [+ G M( ^ S3 E+ S( K% p2 ^
' `/ m7 E! k# w
public class BaiJiwenti' q4 }- n: ~- ]1 J" K6 i( I
{3 G! j/ d% F. l2 C7 e
public static void main (String [] args)! f5 N' [* w( Y: r# q) z t" n5 `
{
' q* x. y0 c$ ]3 Z for (int x = 0; x <= 19; x++)
% U8 [" z8 J4 P" k6 H {0 p" q& I& m; m2 C4 P1 X( I
for (int y = 0; y <= 33; y++)
2 {: R& {. H/ C! Y6 e( s {# z1 a" u U) o/ A# r/ E
int z = 100 - x - y;
& O( Q1 M$ e# | H: k) Y# J& ]0 A if((x * 5 + y * 3 + z / 3 == 100 ) && z % 3 == 0)
' K a! X& K; F+ H) j {
5 l: Z* N/ t* C) ], w- B/ m System.out.println("可买鸡翁只数:" + x);
; J/ w- b, I. K; D4 _& t System.out.println("可买鸡母只数:" + y);
7 C1 ?. N4 m5 S) G5 ~; O* C, d' m System.out.println("可买鸡雏只数:" + z);
4 Y$ L/ g7 ? D# Y+ P: c$ I* a }% U4 i& E2 U+ b" j; O) r+ U
}
8 ^ J: u2 ?2 ~5 w; w- E4 G }
- t7 {+ z# I( J9 M: t$ n }; J; N: \) M% q
} g( Y7 V2 Y& K( m% d
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