影響孩子一生的100個(gè)數(shù)學(xué)故事
故事二十七:韓信暗點(diǎn)兵
我國(guó)漢初軍事家韓信,神機(jī)妙算,百戰(zhàn)百勝。傳說在一次戰(zhàn)斗前為了弄清敵方兵力,韓信化裝到敵營(yíng)外偵察,隔著高大寨墻偷聽里面敵將正在指揮練兵。
只聽得按3人一行整隊(duì)時(shí)最后剩零頭1人,按5人一行整隊(duì)時(shí)剩零頭2人,7人一行整隊(duì)時(shí)剩零頭3人,11人一行整隊(duì)時(shí)剩零頭1人。據(jù)此韓信很快算出敵兵有892人。于是針對(duì)敵情調(diào)兵遣將,一舉擊敗了敵兵。這就是流傳于民間的故事“韓信暗點(diǎn)兵”。
“韓信暗點(diǎn)兵”作為數(shù)學(xué)問題最早出現(xiàn)在我國(guó)的《孫子算經(jīng)》中。原文是“今有物不知其數(shù),三三數(shù)之剩二,五五數(shù)之剩三,七七數(shù)之剩二,問物幾何子”
用現(xiàn)代話來(lái)說:“現(xiàn)在有一堆東西,不知它的數(shù)量,如果三個(gè)三個(gè)地?cái)?shù)最后剩二個(gè),五個(gè)五個(gè)地?cái)?shù)最后剩三個(gè),七個(gè)七個(gè)地?cái)?shù)最后剩二個(gè),問這一堆東西有多少個(gè)?”
該書給出的解法是:
N= 70×2+21×3+15×2?2×10570\times2+21\times3+15\times2-2\times105
這個(gè)解法巧妙之處在于71、21、15這三個(gè)數(shù)。
70可以被5和7整除,并且是用3除余1的最小正整數(shù),因此 2×702\times70 被3除余 2;
21可以被3和7整除,并且是用5除余1的最小正整數(shù),因此 3×213\times21 被5除余 3;
15可以被3和5整除,并且是用7除余1的最小正整數(shù),因此 2×152\times15 被7除余2。
這樣一來(lái), 70×2+21×3+15×270\times2+21\times3+15\times2 被3除余2,被5除余3,被7除余2。這個(gè)數(shù)大于100,容易算出3、5、7的最小公倍數(shù)是105。從這個(gè)數(shù)中減去兩倍的105,不會(huì)影響被3、5、7除所得的余數(shù)。
N= 70×2+21×3+15×2?2×10570\times2+21\times3+15\times2-2\times105 =23
仿照《孫子算經(jīng)》中“物不知數(shù)”問題的解法,來(lái)算一算“韓信暗點(diǎn)兵”:N= 385×1+231×2+330×3+210×1?1155385\times1+231\times2+330\times3+210\times1-1155 =2047-1155=892
“韓信暗點(diǎn)兵”在中國(guó)古代數(shù)學(xué)史有過不少有趣的別名,如“鬼谷算”、“秦王暗點(diǎn)兵”、“剪管術(shù)”、“隔墻算”等。
這就是著名的“中國(guó)剩余定理”或“孫子剩余定理”。