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百鸡问题
- o: c4 c- e# U# S& `' H0 Z7 t
7 Z2 T8 R3 m6 H, g- | 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。”& S* Q$ D/ W6 u* X' z) N5 ~
编辑本段# e* h9 C4 a: N# l Z( a9 m0 @
原书说明
! u& [2 m, R9 T: w0 R ?+ L p- m0 g# ` n
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。
$ `7 M7 s, G B编辑本段7 L( M1 U( p( O8 U. \# w2 U
解法
, D. L0 w) _+ g4 e+ _3 E+ N$ y6 F% z5 V
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?: h2 |- e* t% S) Z1 q* N! @% ?
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:% `; T, r! g5 r$ f7 Z6 Q- T
设公鸡、母鸡、小鸡分别为x、y、z 只,由题意得:9 ]7 N: K h S! n: \' C s
①……x+y+z =100
2 X' ~, [; J8 K0 {" l, R ②……5x+3y+(1/3)z =100
! ~* }7 V; i2 H" R m: T, W3 s 有两个方程,三个未知量,称为不定方程组,有多种解。. P5 U: ]3 T) x, O; N. F
令②×3-①得:7x+4y=100;6 a2 [ D4 ^3 z
所以y=(100-7x)/4=25-2x+x/4$ c' B9 l4 O- c: Q: x6 {
令x/4=t, (t为整数)所以x=4t
/ _6 K8 {2 @ G& y" B& ] 把x=4t代入7x+4y=100得到:y=25-7t$ b6 t' K; o4 x. j9 ^- K5 c
易得z=75+3t$ k* M Q; @& K5 l' e L1 l
所以:x=4t2 g, d7 n7 a9 r9 X0 d2 U8 B6 q% Z
y=25-7t
; V; c' B3 w' A, F0 A& ^5 Y2 ^1 n z=75+3t1 x! L+ ] C1 s% \( M
因为x,y,z大于等于0
/ A D. Z6 g: p 所以4t大于等于0! l) R7 O5 b: I' l( k
25-7t大于等于0
! e: }- l& _2 Y [/ N; w) B5 h I 75+3t大于等于02 r7 o( b' ~/ R: d/ K8 m0 i: S, U0 z( Q
解得t大于等于0小于等于25/7 又因为t为整数
W/ L; \, ^$ ~7 w Y: v, o 所以t=0,1,2,3(这里不要忘记t有等于0得可能)
! e7 c& ]9 c5 e8 E4 t% D6 S1 a" L3 a 当t=0时; `4 K: h. p5 s* v
x=0,y=25,z=75/ g" A7 X! P# t
当t=1时
$ _( b' P+ A+ O2 T7 x1 r x =4;y =18;z =782 P) q$ {3 ^4 {) V
当t=2时
9 I+ P- R1 T; a: v x =8;y =11;z =81
* R. y* W+ M0 X+ v" ^: r+ c8 | 当t=3时. ^2 E- }1 ]1 b; t" ^3 y8 S# u
x =12;y =4;z =84
' Q) _) n ?$ k编辑本段
% }1 b6 O' P I0 F; D. x9 F! o3 XC语言解法' Z# L. M7 @4 J* e5 z8 |
/ x6 H2 b5 `7 v7 l7 k Y" ~+ `
# o# \7 B* Q" u s& O5 p
#include <stdio.h>; S! r- s. e6 d1 F2 _
void main()
# X" q1 f8 Q! F{! o9 ~7 O+ C5 S& k+ H
int cocks=0,hens,chicks;
, [- _ o. }- iwhile(cocks<=20)
1 s9 d$ j7 s+ X& j& w{! R6 v5 N2 z8 {/ q( S7 g
hens=0;
4 H, U9 A8 A1 X% Vwhile(hens<=33)
% Q- }; y, ~; [- t{
8 z; M7 f, N! p/ h: u$ kchicks=100-cocks-hens;
' b+ W3 m- b3 z1 j$ c+ x% \7 sif(5.0*cocks+3.0*hens+chicks/3.0==100.0), c1 w4 o# O& @0 e# h' @% \
printf("公鸡%d只,母鸡%d只,小鸡%d只\n\n",cocks,hens,chicks);6 Q. U/ I% u3 C
hens++;8 {7 R% A0 I# R7 o2 U5 l! `
}" s5 T7 b P# v' D* S0 x
cocks++;7 T6 X! w/ I- C3 t3 X4 r& b+ I, E
}
8 A, n: O0 H i! @}% Z9 t7 H; i4 W ~% \$ n
输出结果为:! e0 a5 p4 A8 Z
公鸡0只,母鸡25只,小鸡75只
; M; N+ q; c9 G( H u9 n' d O" k 公鸡4只,母鸡18只,小鸡78只; j+ }- O$ H5 q' N! ^; n7 V
公鸡8只,母鸡11只,小鸡81只
6 Y0 Y9 ^7 o- U8 Y( z 公鸡12只,母鸡4只,小鸡84只
. e5 Q d1 `0 E; Z6 y# v C编辑本段
" S! a+ p% J2 c% _java语言解法
* H- C) Q! l5 f" K8 o0 ?) L, A3 y$ ]# v' G5 r' s
public class BaiJiwenti1 {+ |2 D, q# |8 u
{9 N$ N3 U( O, m/ A8 v* z4 ]5 ], B6 a
public static void main (String [] args), L' X2 y7 @% L o1 d# g2 N
{; f S; `6 d8 W8 g
for (int x = 0; x <= 19; x++)
7 {" Z8 V* X2 _ {
: L$ p1 |. q' z- D! {8 Z for (int y = 0; y <= 33; y++)" E* G, g6 [8 y$ d& T
{
3 ?: E& q5 T1 c/ q+ \6 ?* i; \ int z = 100 - x - y;
, I! A+ e K: C if((x * 5 + y * 3 + z / 3 == 100 ) && z % 3 == 0)
) w" M" n* d5 I; e5 n4 s7 P1 t. P {
# B- F" c1 l/ l System.out.println("可买鸡翁只数:" + x);3 G0 C, x8 W3 K( E
System.out.println("可买鸡母只数:" + y);
6 r) Z- ?5 Y9 C System.out.println("可买鸡雏只数:" + z);7 g* [" X% M. |: m
}6 p5 i8 y9 n' V: g2 `6 P" e5 u
}
Y) U) P, l) i! Q }
5 q& ~" j0 j, x/ I }
* W" A% n, Y( a8 B3 p }/ X' a3 r+ z; J" ?) f$ ~( ^
|
zan
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