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[组图]解数学题应寻本质找其规律         ★★★
解数学题应寻本质找其规律
作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2006/4/21 0:19:41
由一个有趣的数学题,三个瓶子,一个容量为10升,另外两个空容器分别为7升和3升。现在10升容器已装满,三个容器互倒,能否倒出两个五升的油?

  经过一番思索,或许你已求出答案:能。那么是怎样解出来的呢?设(a,b,c)表示(10升容器之油量,7升容器之油量,3升容器之油量)我们可用采用“树形图”来表示:


  采用“树形图”,可以把倒油的过程很清楚地表示出来,但这揭示出问题的本质了吗?如果是10升、4升、6升容器,又如何倒出两个五升呢?如果我们还用刚长的方法,将不能把结果表示出来,问题出在哪里呢?这种问题所反映的数学本质是什么呢?其实,我们用上面的方法虽然解出第一题,但并不是最好的,那么有没有用更好的方法来解决这类题呢?事实上经过认真的分析可知,对这几个容器倒好倒去,从数学上来看,无非是对某容器的容量进行加减运算。倒出两个5升,必然有5升油在7升的容器内。于是,我们可采用不定方程求解。

  设往7升容器倒进x次,从7升容器往3升容器倒出y次,得:


这是个二元一次不定方程。

  令(
为整数),可以得出:

  我们取不定方程的最小的正整数解
这事实上正好反映的是树形图中的上一种倒法,如果10升满,4升、6升空,可列不定方程
为易知不此定方程无解,即此时无法分出两个5升的油来。

  利用不定方程,我们还可以解决一些更复杂的同类问题。如果是50升满,空瓶23升和27升,能否倒出两个25升的来?

  假设往27升的容器倒进x次,得


  这一不定方程的通解为
(其中k为整数)。

  其最小正整数解为


  可见这一问题的答案要:能。但过程可能很复杂,这就不再用“树形图”表示其过程了。

  通过上面两个例子可以知道“类似这种题都可以用不定方程来解。在解数学题时,不要满足于眼前的答案,而是要去寻找问题的本质及它的规律。

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