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百鸡问题$ _: E; b A# N2 W" |/ \
9 ^/ u2 C/ H2 B 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。”1 w6 o$ c. S: [0 o1 V
编辑本段
# [, S. k1 u. G" C h$ ]原书说明* \! k4 \! K4 y5 y% k9 ?
8 V7 @3 W$ Z2 [
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。
5 T8 G( n, e. y0 A0 `编辑本段
/ n; @! ~* u/ z% N3 h3 ^解法
8 }: }. e6 x* `/ g
( j1 q. T W- j3 c& [5 Z3 _' s' P 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?
- Y! B7 R+ {# ~ 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:! {7 V' x& u1 a+ `$ w. C" V4 ~
设公鸡、母鸡、小鸡分别为x、y、z 只,由题意得:
0 z8 y- j; n; z3 k0 F ①……x+y+z =1001 R: D0 @. ?5 l! Z5 O P/ j
②……5x+3y+(1/3)z =100& }5 q/ E x, k; _$ |3 }/ q! k
有两个方程,三个未知量,称为不定方程组,有多种解。0 t* k: ^1 y5 x
令②×3-①得:7x+4y=100;
9 y5 F# ~$ |1 @- h2 B: ^0 p' m 所以y=(100-7x)/4=25-2x+x/48 l1 X( A- x ~2 U& a2 v8 ]
令x/4=t, (t为整数)所以x=4t
6 j3 F2 ^, z3 ` 把x=4t代入7x+4y=100得到:y=25-7t
; b# V1 S3 o5 |- M 易得z=75+3t
; `' [% l. `$ ^& u+ [$ I3 u 所以:x=4t) Z+ r1 l% T" i1 z
y=25-7t
/ i6 A0 V" b1 C4 ? z=75+3t
~& e/ B8 {) R 因为x,y,z大于等于03 j9 l0 |- Z# E
所以4t大于等于0" d3 Q, s9 I* q
25-7t大于等于0- m; \( u; R9 I/ R$ [3 q; W! f* }& k( \, }
75+3t大于等于0: D; q6 D$ s" q9 Y5 ~: F/ M
解得t大于等于0小于等于25/7 又因为t为整数
5 a" T+ ]. U, ~3 G5 L9 L5 i 所以t=0,1,2,3(这里不要忘记t有等于0得可能)4 X; J" m m) \% c, b/ @/ B
当t=0时# J( f9 ^, a; A/ V& A) k$ o- d' @' Q
x=0,y=25,z=75
' y( t+ t: ]% a* f6 y: b 当t=1时
% S( g* Y. B0 R4 B x =4;y =18;z =78
+ |8 l# n' X, _8 q9 }$ x+ a 当t=2时7 L" h7 s+ [- H Z( [
x =8;y =11;z =81 [* ~' }$ @; d' _
当t=3时
^% ?. B0 w I" I4 A x =12;y =4;z =84
1 }8 J! K- d1 O# g& y7 {2 t1 [编辑本段$ v/ X6 \4 N% c5 Q* H
C语言解法. Q! X5 j/ h, d. z; y
6 S5 {5 i7 c$ K( H
+ ]) R2 ]# k+ ?
#include <stdio.h>6 \# K' p1 I& k" n
void main()
* w w( m; v) s1 `' Y8 q5 p: z{
: B$ {6 ~' r( y8 X$ }int cocks=0,hens,chicks;
! E7 L7 n5 v. R9 Y* j9 Y( Zwhile(cocks<=20), ^; H" S5 @3 {% j
{
/ C4 @6 o+ u8 e2 {5 hhens=0;
9 F+ z: \' q7 B& swhile(hens<=33)( j; `( H- K; P& Y7 a
{
0 g; x+ V3 [ Jchicks=100-cocks-hens;3 c/ I' S/ [5 D/ f2 g
if(5.0*cocks+3.0*hens+chicks/3.0==100.0)
( p& \3 W _' p" R6 _2 ], lprintf("公鸡%d只,母鸡%d只,小鸡%d只\n\n",cocks,hens,chicks);$ o0 g4 {! a/ K- Y! C
hens++;7 B# k$ K8 t# @+ {
}( F" }1 _0 C) t8 \/ j+ m
cocks++;
! ]7 _2 X$ }8 v) [! @}
# ~, a Z, A* I- d) w}/ b* _$ N0 w) O2 x/ X% V
输出结果为:
: T7 | Q7 g% B 公鸡0只,母鸡25只,小鸡75只# a# S2 w" H" t$ t3 S$ B
公鸡4只,母鸡18只,小鸡78只
0 u9 o. q8 i5 A' A% ]; { 公鸡8只,母鸡11只,小鸡81只
6 S' S. V7 [, f) {- n7 L9 P 公鸡12只,母鸡4只,小鸡84只
a& y. ]; N- } U* i9 s8 V编辑本段
, F {+ A9 i! e2 U( Qjava语言解法
( ?% j0 ], ]! l" n- k' z( c
* d) U* \* S; G7 I+ B, J" z# D5 {* @ public class BaiJiwenti, d! Q. U* B1 z" L& B7 C: D Y8 z! Z
{9 {6 L" |6 i$ u+ `! u9 ^8 t. m9 i
public static void main (String [] args)
# ^" K7 v! K% p {
/ B8 J' \2 a0 q$ @+ o for (int x = 0; x <= 19; x++)
' F' R7 @" |* [" X" R {
; i8 i8 a4 Y6 X2 q- L' Q for (int y = 0; y <= 33; y++)' e. s& Q' y3 f. K4 d) g
{
+ l' M. F" P5 J0 L6 U/ D5 I) [* J int z = 100 - x - y;
& n0 f( A) K% g! s. A2 y; }' [/ p& r if((x * 5 + y * 3 + z / 3 == 100 ) && z % 3 == 0)( j7 S1 ?6 |8 j
{( V$ `6 j( y! w+ w& C# H+ _$ ]$ @
System.out.println("可买鸡翁只数:" + x);
) [* x) t# [ N f System.out.println("可买鸡母只数:" + y);
& V& v5 q' t7 j. r! q System.out.println("可买鸡雏只数:" + z);
K) Q. H' N ~% `# I }
% f( _; d- F! q& d0 g/ H2 q }
0 q5 _4 @$ Y6 m4 I$ W+ o: ` } k+ y& u2 j, E% u4 p
}
2 p( \- M$ H8 b4 e& k- L' Q* X. C }
* B/ q7 i5 Q9 y" a5 F$ C |
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