妞妞很聰明,許多難題妞妞不但會解,有時候還能提出出乎爸爸意料的解法,可平時作業總是犯一些小的錯誤,這讓爸爸和妞妞都很沮喪。每次爸爸提醒之後,妞妞又能很快找到錯誤之處,其實這還是粗心大意產生的毛病。
這一天妞妞寫完數學作業,交給爸爸檢查,爸爸又發現了兩處非常明顯的錯誤,爸爸有點惱火,對妞妞說:“15+8怎麼成了33呢?兩個分數的差,為什麼需要用1來減它們的和呢?”
妞妞訕訕地,低著頭不說話。“拿回去自己改正吧!希望以後做完題之後,自己檢查驗算一下。爸爸的檢查並不是必需的,如果你的題自己不檢查,爸爸也不再給你檢查了。”
很快妞妞的更正完成了,還不錯,全對了。“爸爸知道妞妞的作業有些多,但是越是這個時候越需要我們的心靜下來。如果隻圖快,反而會誤事的。”爸爸的話語重心長。
妞妞點點頭。爸爸接著說:“我們今天的趣味數學要講一個古老的數學題‘有物不知其數’。這個題有多老呢?它最早出現在公元四世紀的數學著作《孫子算經》裏麵,也就是大約一千六百多年以前。”
“哦,這麼久呀!”妞妞的聲調裏露出許多的驚訝。
“那個時候我們的古人在數論方麵的成就是世界領先的,這種領先地位直到十八、十九世紀才被大數學家歐拉(1707—1783)和高斯(1777—1855)超過。今天我們就來講講數論中的一個問題。問題不難,你準能聽懂。”
數學家們解決的問題自己也能聽懂?妞妞來了精神,兩隻眼睛亮亮地看著爸爸。
“題目是這樣的。‘有物不知其數,三個一數餘二,五個一數餘三,七個一數又餘二,問該物總數幾何?’意思是說有一樣東西,不知道有多少個,三個三個來數,餘二個;五個五個來數,餘三個;七個七個來數,餘二個。問它有多少個?”
妞妞聽完後思考了一會兒,說道:“這個問題我會做。”說著在紙上寫下了下麵的運算過程:
3的倍數多2可以是:2,5,8,11,14,17,20,23,26,29,32,35。
5的倍數多3可以是:3,8,13,18,23,28,33,38,43,48。
7的倍數多2可以是:2,9,16,23,30,37,44,51,58,65。
“注意到它們有共同的值23,所以23是滿足這三個條件的最小的答案。”妞妞對爸爸說。
“非常正確。這種問題在數學上叫不定方程組,所謂不定方程組就是未知數多於方程數,有無窮多個解的方程組。
“比如,像剛才這個問題,我們可以設這個數字是N,這個方程組就是N=3×N1+2,N=5×N2+3,N=7×N3+2,其中N1,N2,N3都是整數。這個方程組有四個未知數,隻有三個方程,有無數組解。比如,23、128、233都可以滿足問題的要求,不信妞妞可以試一試。”
妞妞用233分別除以3,5,7,結果確實就像爸爸說的。“還有什麼樣的數字可以滿足這個問題的要求呢?”
爸爸笑著說:“我們古人對這一個問題的研究直接就形成了現代數論中的剩餘定理。古人有一首詩《孫子歌》就是說的對這個問題的解答。