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百鸡问题
' m; L N5 C3 X: S' l
+ G7 Y) p; \" I7 F; ^7 j! ? 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。”
3 V- G3 Z' c( w: p编辑本段- E; @0 b; f5 V4 g
原书说明/ m' w- u* {; V4 B. s6 U1 D
6 `) m0 y, Q# x8 a9 Y 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。8 c* B, Z' p5 C( k7 L8 a+ E2 }
编辑本段6 z* R% q! ~& Z
解法
8 o+ {9 t- T4 Z2 M3 u5 u7 p3 O! ~$ ^ O S& Z+ R
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?
+ V" k- Y' u# ^" G9 [* n& g 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:; n6 q; j" \! d+ v2 R% Z0 ?5 v
设公鸡、母鸡、小鸡分别为x、y、z 只,由题意得:
& d& i& W; u" s- d0 A ①……x+y+z =100; _7 F! u- x3 f+ V% A5 O. v
②……5x+3y+(1/3)z =100+ j( |$ b w1 O, m/ d( x
有两个方程,三个未知量,称为不定方程组,有多种解。
% i }# U! q [' g$ k5 \ 令②×3-①得:7x+4y=100;
6 H/ S0 [. z# G. U a 所以y=(100-7x)/4=25-2x+x/4
# e8 B% e6 F2 R: ?3 i* O 令x/4=t, (t为整数)所以x=4t
6 b' {3 c2 k; e4 P8 v* z 把x=4t代入7x+4y=100得到:y=25-7t
7 c$ D1 v- c* ^- I" @ 易得z=75+3t/ w& ^. X9 I$ {( Q* h) n/ x4 o
所以:x=4t
; @* r' X" |0 n' s. X. a* ]0 W y=25-7t
6 F2 O4 z6 w0 ?8 }2 C z=75+3t
: E" C6 L8 O4 A 因为x,y,z大于等于0! O; }. ^% v" B' T5 Z
所以4t大于等于0* y: g1 J# G3 z' U
25-7t大于等于0
2 Y$ F4 ^. ^7 n3 X 75+3t大于等于0$ J- g4 `% ?# ^% p! k$ y
解得t大于等于0小于等于25/7 又因为t为整数
* V( K5 k4 V. a1 \; U8 S( b' k( U 所以t=0,1,2,3(这里不要忘记t有等于0得可能) r/ f6 P2 b" q) D4 p% D5 L" J, D
当t=0时
* P4 I c$ P. u4 ^* S x=0,y=25,z=754 `+ t3 n+ G! ^0 ?3 g( r1 g
当t=1时
5 `; i# d) I% p8 E x =4;y =18;z =78
. F/ A6 Z: R& v* M8 p. v 当t=2时3 x+ P8 H6 L$ P+ K! {
x =8;y =11;z =81
; O" t2 ]- _. S) T1 j/ {6 D" Q 当t=3时
5 m5 p( w E8 m x =12;y =4;z =847 {8 a9 H" I4 c% e8 x7 K
编辑本段& U' r8 D; o7 P! a, K+ j, z
C语言解法( p* f1 r8 Q5 o$ t w
! l4 K- o! \& s4 D( m7 d, f & [2 z: f$ }( R7 n. t
#include <stdio.h>% f6 F- ?# E ]1 Q) k3 t: V& H
void main()
$ i6 a, P, g* h6 h{
7 ~1 y4 s4 P7 }" W pint cocks=0,hens,chicks;$ N; G+ {$ }9 ~ f
while(cocks<=20)3 b9 W6 ^! _7 d9 B/ h$ o! R
{
5 @; J" U: E" C$ P" n1 Rhens=0;& x' B+ v1 u% x& y, M1 ]. l1 O
while(hens<=33)
* M+ t" T/ K7 p1 i/ P9 P{9 P% C w3 n3 I' k5 x
chicks=100-cocks-hens;0 b" J' ^0 b) C4 g* t, n
if(5.0*cocks+3.0*hens+chicks/3.0==100.0)- c# C. s; I# Z: ~
printf("公鸡%d只,母鸡%d只,小鸡%d只\n\n",cocks,hens,chicks);
( t4 f- m" A+ e" e) K5 {( ghens++;
" C9 d4 y9 u) H2 y( r! l u7 ]3 A# S$ w}; U! C( x6 [$ j$ L# b
cocks++;
( _+ P- I' C- Z9 L- c* E6 m}
; P; }) d5 \: {8 f; T+ ~0 L}
3 }; Z1 Y2 {/ I# ]7 t输出结果为:
8 f" C1 P8 s: d' F* Z3 x/ h, }! p 公鸡0只,母鸡25只,小鸡75只
9 t! v5 t# v1 z' j; m4 Y& Z+ K 公鸡4只,母鸡18只,小鸡78只+ ~/ ^. I, C+ a: m3 u8 p- [) R
公鸡8只,母鸡11只,小鸡81只
1 W2 J! s& m8 H$ B" m 公鸡12只,母鸡4只,小鸡84只( f- @5 \* F: ^6 Z2 e
编辑本段8 G/ s+ }8 O, D" h4 Q
java语言解法
7 P' y# Y' R, ]7 R6 \# H
" {7 [- ^0 s5 C public class BaiJiwenti
: e" l2 [+ T1 V) E' X1 c! j {
% g9 w! t! b m' w3 y. a public static void main (String [] args)
) B/ A+ l# S7 s& ^9 A; K5 F {
9 ^ K n X' u+ s; n0 i4 m for (int x = 0; x <= 19; x++): L) {3 u- p D* ?" @
{
: X) a! {5 J/ G5 G3 v. Z j% m for (int y = 0; y <= 33; y++)( N7 Y5 m* y# i$ L8 I- q6 [
{
7 c. i- s _7 M1 i" W/ N int z = 100 - x - y;
3 S: ?, R# M7 T if((x * 5 + y * 3 + z / 3 == 100 ) && z % 3 == 0)
/ F. L; `" E B; l8 Y {. T6 A6 C9 G/ T, l* E
System.out.println("可买鸡翁只数:" + x);
- I( c; u7 J# H/ b& ` C$ K9 a System.out.println("可买鸡母只数:" + y);
( E( ~" ^- z! T- \$ } System.out.println("可买鸡雏只数:" + z);5 {, F0 `9 ]4 E& E; D: C& d3 }2 t
}+ g2 B, R; A5 }* w, r# J* I! R F
}
# r9 q8 M& F6 q! j9 v, e; ~' E }
# @" i3 g% i6 Y+ I/ f1 d }
1 T6 | o. x+ K: ^6 F. L }5 a3 ~" ~6 s' i" A R& v
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