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L0001秦王暗点兵【数学建模与lingo软件】

2023-07-24 11:44 作者:开曼蠢导  | 我要投稿

1 问题介绍

秦王暗点兵问题,都是后人对物不知其数问题的一种故事化。 

"物不知其数"问题出自1600多年前我国南北朝时的数学名著《孙子算经》。

原题为:

“今有物不知其数,三三数之二,五五数之三,七七数之二,问物几何?”


2 问题理解

其意思是:

今有物品,不知道其数量,

每3个一数,剩下2件;        

每5个一数,剩下3件;

每7个一数,还剩下2件,

求物品件数。


3 问题分析

秦王暗点兵

4 数学模型

若建立该问题的数学模型,用lingo程序表达如下:

计算结果如下:

经检验,n=23,是其一个可行解。

若要求一个比23大的解,则可以增加一个条件n>=24

lingo代码如下:

计算结果如下:

此时给出了另一个可行解:n=128

如此类推,可以求出所有的解。


5 一点思考

有很多中小学的竞赛有这个题目,有很多算法,很巧妙,可以参照百度百科(https://baike.baidu.com/item/%E7%A7%A6%E7%8E%8B%E6%9A%97%E7%82%B9%E5%85%B5/8014365)里的个算法,古人的方法很巧妙,给人以启迪。但若不是做专门研究的,即使到了大学,也未必能想到这些方法。


若列出其代数式:

%E8%8B%A5%E7%89%A9%E5%93%81%E6%9C%89n%E4%BB%B6%EF%BC%8C3%E4%BB%B6%E6%95%B0%E6%97%B6%E6%9C%89x%E4%B8%AA3%EF%BC%8C%E5%89%A9%E4%B8%8B2%E4%BB%B6%EF%BC%9B3%20%5Ctimes%20x%2B2%20%3D%20n%20%5Ctag%7B1%7D

5%E4%BB%B6%E6%95%B0%E6%97%B6%E6%9C%89y%E4%B8%AA5%EF%BC%8C%E5%89%A9%E4%B8%8B3%E4%BB%B6%EF%BC%9B

5%20%5Ctimes%20y%2B3%20%3D%20n%20%5Ctag%7B2%7D

7%E4%BB%B6%E6%95%B0%E6%97%B6%E6%9C%89z%E4%B8%AA7%EF%BC%8C%E5%89%A9%E4%B8%8B2%E4%BB%B6%E3%80%82

7%20%5Ctimes%20z%2B2%20%3D%20n%20%5Ctag%7B3%7D

可以看出,这是一个4个未知数,3个方程的问题,其解肯定不止一个。

在应用上,当今常用且高效的方法是解方程组,其方法已非常成熟,若借助计算机,效率非常高。

《孙子算经》中的算法背后的原理和规律应该探求,过多的练习其计算技巧,在有计算机这个工具的情况下,毫无意义。


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