第二章不定方程。
解答题。1、将一根30米长的钢料截割成规格分别为2米、3米和8米的较短的料,每种规格的料至少有一根,问怎样截法才能使原来的钢料恰好用完?
解:设2米、3米、8米的料分别截x、y、z 根,根据题意有。
又x、y、z的最小值为1,所以。
由此可知,z的可能取值为
1) 当z=1时,原方程化为:
可知是方程的一个解。
则该方程的全体解为、,
又因为。所以只能取,解得{ {
2) 当z=2时,原方程化为 :
可知、是方程的一个解。
则该方程的全体解为、,
又因为、所以只能取,解得{ {
3) 当z=3时原方程化为。
可知此方程无正整数解。
综上所述原方程共有五组解。
2、求弦长小于30的所有勾股数。
解:由勾股方程的基本解形式知:,,且、一奇一偶,所以可确定、的值。
时=3, =4, =5
时=5, =12, =13
时=15, =18, =17
时=7, =24, =25
时=21, =20, =29
以上是五组基本解。
由基本解,,可以得到四组不互质的解。
由基本解,可以得到一组不互质的解。
所以弦长小于30的够股数共有十组。
3.鸡翁一,值钱五,鸡母一,值钱三,鸡雏三,值钱一,百钱买百鸡,问鸡翁母雏几何?
解: 分别以代表鸡翁,鸡母,鸡雏的数目,则依题意有:
我们要求的是这个不定方程组的非负整数解,所以消去得:,它的全部非负整数解为:
所以本题解为:见下表。
4.甲班有学生人,乙班有学生人,现有支铅笔分给这两个班,要使甲班的学生分到相同数量的铅笔,乙班学生也分到相同数量的铅笔,问应怎样分法?
解: 设甲、乙班的学生每人分别得支铅笔,则,解这个不定方程得。
5.某国硬币有分和分两种,问用这两种硬币支付分货款,有多少种不同的方法?
解: 设需枚分,枚分恰好支付分,于是。
由于,所以,并且由上式知.因为,所以,从而,①的非负整数解为。
所以,共有种不同的支付方式.
6. 甲物每斤5元,乙物每斤3元,丙物每三斤1元,现在用100元买这三样东西共100斤,问各买几斤?
解设买甲物斤,乙物斤,丙物斤,则。
消去,得1显然是方程(1)的解,因此,方程(1)的一般解是。
tz因为,所以。
即可以取值相应的的值是。
计算题。7.求解不定方程组;
解:消去得,解得,,从而得到不定方程的解。
8.求方程的正整数解。
解:,代入原方程可得,于是,其中,由此得,反之,将上式代入原方程知它们是原方程的正整数解。
9. 求的一切解。
解:,,故方程有解。考虑方程,即及,则分别得到。
消去,得到。
10.求不定方程。
解:原方程等价于
依次解方程
分别得到 (1) (2)
将(1)式与(2)式中的消去,得到
11.求不定方程的解。
解依次解方程
由得到。由得到。
将式与式中的t消去,得到,12. 将写成三个分数之和,它们的分母分别是。
解:设,则。
依次解方程。
得到 消去,得。
令,得到。故。
13.求解不定方程。
因为,所以有解。
考察, 所以是特解。
所以,原方程的解是 .
14.求不定方程的解。
解:依次解方程。
得到:15. 求。
解由给定的方程得。
其中,应该也是整数解,故得一新的不定方程。
又。仿前令。
其中,,即最后得到。
然后(2)的一切解是。
而(1)的一切解是。
16.求不定方程的整数解。
解: 我们将它分为两个二元一次不定方程来求解。
利用求二元一次不定方程的方法,因为。
,所以,上面两个方程的解分别为。
消去t就得到所求的解。
这里是任意整数。
17.解不定方程:
解:依次解方程 ,,分别得到 ,消去,得到。
18.把写成分母两两互素的三个既约分数之和。
解: 所以可设。
即 令则上式变为。
易解得一组特解为。
其全部解为。
易得上式一组特解为。
原不定方程通解为其中。
为满足题设条件,需此时取零。
19.解三元一次不定方程:
解:去掉公因子3,化简为。
用代入法。由式解得。
由式解得。20.求不定方程的正整数解。
解:所给方程可写为。
由得》1>
可取1,2,3 应取18,9,6
即。解知得。
21. 求方程的所有正整数解。
解:分别解得,
消去得,由此得原方程的所有正整数解为。
22.求方程的整数解。
解: 23.求方程的所有正整数解。
解:分别解。
得。消去得。
故原方程的全部正整数解为:
24.求的解。
解:引入变量。
而的通解为。
的通解为。所以原不定方程的通解为。
25.求的一切解。
解:(9,24)=3,(3,-5)=1,故方程有解,考虑方程,,其中,消去可得,26. 求不定方程的解。
解:,所以方程有解。
由辗转相除法(或直接观察),可知是。
的解,所以是原方程的一个解。所求方程的解。
27.求不定方程的解。
解:原方程等价于解方程组:
分别得到。将消去,得到。
28.的解。
因为为的特解,所以(其中)为该方程的解。
29.将写成三个分数之和,它们的分母分别是2,5,7
其中)则等价于,有(1)解的(其中)即。
解得(其中),所以的解为(其中),令得。
所以。30.解不定方程。
解:因为,所以可以化简为解得:所以的解为:所以,的一切解为且。
31. 求不定方程的整数解。
解: 我们将它分为两个二元一次不定方程来求解。
25x+13y=t, t+7z=4.
利用求二元一次不定方程的方法,因为。
25(-t)+13(2t)= t, 32+7 (-4)=4,所以,上面两个方程的解分别为。
消去t就得到所求的解。
这里是任意整数。
32.解不定方程。
解:因为,所以有解,化简得考虑有,所以原方程的特解为,因此所求的解是(其中).
33. 求不定方程的整数解。
解: 我们将它分为两个二元一次不定方程来求解。
利用求二元一次不定方程的方法,所以,上面两个方程的解分别为。
消去t就得到所求的解。
这里是任意整数。
34.求不定方程的所有正整数解。
解:原方程等价于解方程组:
分别得到。将消去,得到。
由此得到原方程的全部正整数解为。
35.求解不定方程组:
解答:消去得,解得。
于是得不定方程得,36.将写成三个分数之和,它们的分母分别为。
依次解方程即。
得到。式(1)与式(2)消去得到。
令,得到。因此。
37.求不定方程的解。
解:,所以方程有解。
由辗转相除法可知,是的解。
所以是原方程的一个解。
故所求方程的解是。
38.解不定方程。
解析:.39.解不定方程。
解:由定理3依次解方程和。
分别得到解和。
将上式消去t得。
40.解不定方程。
解: 方程有解。
有观察法得,是一组特解。
全部解为:
41.求的不定方程的全部解。
解:显然解是为求非显然解,由式(9)和式(10)知;
先要把65表为65=,其中满足式(7),可取1,5,13,当=1时。
即相应的解为。
即。相应的解为及。
当时,即相应的解为。
及这就求出了全部解。本原解仅有。
63,16,65;33,56,65;及16,63,65;56,33,65.
42.求的整数解.
解:将方程变形得。
因为是整数,所以应是的倍数.由观察得是这个方程的一组整数解,所以方程的解为。
为整数。解法2 :
先考察,通过观察易得。
可取.从而。
为整数。证明题。
43.证明:二元一次不定方程的非负整数解的个数为或。
证明: 二元一次不定方程的一切整数解为,于是由得,但区间的长度是,故此区间内的整数个数为或。
44.若或,,证明方程无整数解。
证明:对任意的整数,,记 ,则,其中 ,则
则无整数解。
45.证明:不存在x,y,使得。
证明:对任意整数x,y 记。
0,1,4,,0,1,则,=0,1,2,4,5
故无解。
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