2023国家公务员考试:巧解不定方程

2022-09-21
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  形如ax+by=c(a,b,c均为常数,且a,b均不为0),一般情况下,每一个x的值都有一个y值和它相对应,有无穷多组解。如果方程(组)中,解的数值不能唯一确定,这样的方程(组)称为不定方程。对于不定方程,我们常常限定于只求整数解,甚至只求正整数解,在加上这些限定条件后,解可能只有有限个或唯一确定。

  一、不定方程有整数解的条件

  整系数二元不定方程ax+by=c中的系数a,b的最大公约数能整除c。

  二、不定方程的基本解法

  1、尾数法

  例:求方程4x+5y=76的所有正整数解。

  分析:由题意知5y的尾数只能是0或5,因为4x、76是偶数,所以5y只能是偶数,故其尾数只能是0,那么4x的尾数就只能是6,因此x的尾是4或9,又4x<76,所以整数x<19,故x可取4,9,14。

  当x=4时,y=12;当x=9时,y=8;

  当x=14时,y=4。

  所以原方程的正整数解为:

  x=4, x=9, x=14,

  y=12; y=8; y=4。

  2、枚举法

  例:求方程3x+11y=53的所有正整数解。

  分析:因为y前面的系数较大,且x、y均为正整数,故11y≤53,所以y可取1、2、3、4,四个数值,分别将y=1,2,3,4代入原方程,可以发现y=2、3时方程无整数解。

  当y=1时,x=14;当y=4时,x=3。

  所以原方程的解为:

  x=3, x=14,

  y=4; y=1。

  3、奇偶判断

  奇数+奇数=偶数,偶数+偶数=偶数,奇数+偶数=奇数

  例:3a+4b=25,已知a,b是正整数,则a的值是()。

  A、1 B、2 C、6 D、7

  分析:因为4a是偶数,25是奇数,所以3a是奇数,即a是奇数,从1开始代入,解得a=3,b=4或a=7,b=1.结合选项,D正确。

  4、余数分析

  余数的和等于和的余数。

  不定方程中各数除以同一个数,所得余数的关系来进行求解,求x,则消y,除以y的系数。

  例、 7a+8b=111,已知a,b是正整数,且a>b,则a-b=()。

  A、2 B、3 C、4 D、5

  分析:因为7a能被7整除,111除以7的余数为6,所以8b除以7的余数为6,即b除以7的余数为6,则依次解得a=9,b=6或a=1,b=13。因为a>b,所以原方程的解为a=9,b=6,则a-b=9-6=3。B选项正确。

  求方程x^2-6xy+10y^2=169的正整数解。

  分析:将原方程配方得

  (x-3y)^2+y^2=13^2,在初二上学期学习勾股定理的时候要记住的一组勾股数为5、12、13,其中最大的数为13。

  所以y=5或y=12,x-3y=±12或±5。

  当y=5,x-3y=12时,x=27;当y=5,x-3y=-12时,x=3;当y=12,x-3y=5时,x=41;当y=12,x-3y=-5时,x=31。

  所以原方程有四组解:

  x=27,x=3,x=41,x=31,

  y=5;y=5;y=12;y=12。:


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