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二元一次不定方程及其解


[文献标识码]A
[文章编号]1673-0046(2013)1-0162-02
一、平整场地工程量计算
(2011)第一章土石方工程计算规则知:平整场地工程
的一切整数解为
(其中 t 为任意整数)
观察可以知道,x=1,y=8 是这方程的整数解,因此这个方 程有整数解。
对 于 方 程 4x+2y=20, 方 程 两 边 同 时 除 以 2,得 2x+y=10,因此这个方程也有整数解。
对于方程 4x+2y=25,由于 4x+2y=2(2x+y)为偶数,而 25 是奇数,因此这个方程没有整数解。
第 2013 1
年 ·期
太原城市职业技术学院学报 Journal of TaiYuan Urban Vocational college
期 总第 138 期
Jan 2013
浅析二元一次不定方程及其解
韩孝明
(吕梁学院汾阳师范分校,山西 吕梁 032200)
[摘要]不定方程是数论中最古老的一个分支,也是数论中的一个十分重要的研究课题,我国古代对不
(t 是整数)
证明:先证明
是方程 ax+by=c 的整数解。
因为 x=x0,y=y0 是方程 ax+by=c 的整数解,所以 ax0 +by0 =c,又因为 a(x0-bt)+b(y0+at)= ax0+by0=c。
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年 ·期
太原城市职业技术学院学报 Journal of TaiYuan Urban Vocational college
对于方程 2x+y=10 来说,x、y 的系数互质,上面已经 指出这个方程是有解的;对方程 4x+2y=20 来说,虽然 x、 y 的系数不互质,但它们的最大公约数 2 能整除 20,这 是方程也有解;对方程 4x+2y=25 来说,x、y 的系数不互 质,且它们的最大公约数 2 不能整除常数项 20,这时方 程无解。这些特点虽然是从一些具体的不定方程归纳出 来的,但是它对一般不定方程也是适用的。我们有下面 定理:
当 c≠0 时,实际上也只需要讨论 c>0 的情况。因 为当 c<0 时,我们可以在方程两边同时乘以 -1,这样 方程 ax+by=c 的右边就成为正整数了。因此对于二元一 次不定方程,可以只讨论 a>0、b>0、c>0 的情况。
现在我们研究二元一次不定方程在什么条件下才 有整数解。先考察下面几个方程有没有整数解: 2x+y=10,4x+2y=20,4x+2y=25。对于方程 2x+y=10,通过
期 总第 138 期
Jan 2013
发散思维( 2) :平整场地工程量计算பைடு நூலகம்式适用范围
金威利
( 山西建筑职业技术学院工程管理系造价教研室,山西 太原 030006)
[摘要]根据平整场地计算规则,推导出通式,并论证通式的适用范围。
[关键词]平整场地 S 底 L 外 工程量;适用范围
[中图分类号] TU
定方程的研究很早,且研究的内容也极为丰富,在世界数学史上有不可忽视的地位。论文重点探
讨了二元一次不定方程及其解。
[关键词]通解;特解;观察法;辗转相除法;整数分离法;同余法
[中图分类号] O15
[文献标识码]A
[文章编号]1673-0046(2013)1-0161-02
不定方程是数论中最古老的一个分支,也是数论中 一个十分重要的研究课题,我国古代对不定方程的研究 很早,且研究的内容也极为丰富,在世界数学史上有不 可忽视的地位。如《张丘建算经》中的“百钱买百鸡”问 题、《九章算术》中的“五家共井”问题等等,中外驰名, 影响甚远。在公元 3 世纪初,古希腊数学家丢番图曾系 统研究了某些不定方程问题,因此不定方程也叫做丢番 图方程。
在 上 式 两 边 同 时 乘 以 q, 得 ax0q+by0q= dq 即 ax0q+by0q=c。
因此方程 ax+by=c 有整数解 x=x0q,y=y0q。 由上述定理可知,如果 c 不能被 a、b 的最大公约数 整除,那么方程 ax+by=c 无解,且可在 ax+by=c 两端都约 去 d,使得(a,b)=1。所以通常二元一次不定方程的解是 在 a、b 互质的情况下讨论的。 判断出一个二元一次方程有解以后,如何求出它的 一切整数解呢?我们有下面的结论: 定 理 2 : 如 果 二 元 一 次 不 定 方 程 ax+by=c [(a,b) =1]有整数解 x=x0,y=y0,则此方程一切解可以表示为
一、不定方程定义 所谓不定方程,是指未知数的个数多于方程的个数 且其解受到某种条件的限制的方程或方程组。 不定方程领域中的基本问题是:不定方程有无整数 解,有多少整数解,如何求出整数解。围绕这些问题,至 今存在着大量的未解决问题,因此不定方程仍是一个很 活跃的数学领域。中小学的数学竞赛也常常因为某些不 定方程的解法巧妙而引入不定方程问题。 二、二元一次不定方程及其解 形如 ax+by=c(a,b,c∈z,ab≠0)的方程称为二元一 次不定方程。求其整数解的问题叫做解二元一次不定 方程。 由于方程的解 x、y 可以是正整数,也可以是负整 数,或者零,所以我们可以只讨论 a、b 都是正整数的情 况。例如,3x-2y=1 与 3x+2y=1 的解相比较,y 的值只差 一个负号。 当 c=0 时,如果(a,b)=d(a、b 的最大公约数为 d), 那么在方程的两边同时除以 d,使 x、y 的系数互质。因此 不妨假设(a,b)=1,解方程得 x=- ,由于(a,b)=1,因此当 y能被 a 整 除 时 ,方 程 ax+by=0 才 有 整 数 解 。 所 以 可 令 y=at(t 为任意整数),这时 x=-bt,即方程 ax+by=0
定理 1 :二元一次不定方程 ax+by=c(a,b,c∈N*)有整 数解的充要条件是 d│c (其中 d=(a,b)。
证明:一是必要性。如果方程 ax+by=c 有整数解 x=x0,y=y0,则 ax0+by0=c,因为 d│a, d│b, 所以 d│(a x0+by0),即 d│c。二是充分性。因为 d│c,所以 c=dq,由裴 蜀恒等式可以知道,存在两个整数 x0,y0,使 ax0+by0= d。
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