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百鸡问题

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    发表于 2012-6-9 00:10 |只看该作者 |倒序浏览
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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$ ~( ^
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