【趣味数学题】大衍总数术(中国剩余定理)
郑涛(Tao Steven Zheng)著
这道题来自秦九韶(公元1202年 - 1261年)《数书九章》(大衍类·卷二·分粜推原)。以下题解详解秦九韶的大衍求一术和大衍总数术。

【问题】
【原文】
问:有上农三人,力田所收之米,系用足斗均分,各往他处出粜,甲粜与本郡官场,余三斗二升。乙粜与安吉乡民,余七斗。丙粜与平江揽户,余三斗。欲知共米及三人所分各粜石数几何。
【今译】
问:有三位农民,耕田收获的稻米,用标准斗平均分配,各自去不同的地方卖米。甲在本郡的官方市场出售米后,剩下 3 斗 2 升。乙把米卖给安吉的村民后,剩下 7 斗。丙把米卖给平江的揽户后,剩下 3 斗。求解最初共收的米多少石,以及各位农民卖米的石数是多少石。
秦九韶给出的解法,每个市场都有不同的 “斛率”( 容量单位):官方市场的斛是 8 斗 3 升,安吉市场 1 石 1 斗,平江市场 1 石 3 斗 5 升。
因为 1 斗 = 10 升 和 1 石 = 10 斗 = 100 升,此问题的线性同余式组:
求最小正整数解。

【题解】
一、求定数
此问题的模数(modulus)是,秦九韶称之为“问数”。因为这些问数都是自然数,它们又被称为元数。问题的余数(remainder)是
。
注意第二个和第三个问数不是互质(coprime)的,因为110和135都有公约数5。秦九韶使用 “连环求等” 来简约一些非互质问数。此问题简约第三个。新的问数叫 “定数”:。因为
,第三个余数更新为 3。所以,
。
随后,新线性同余式组问题是:
二、求衍母和衍数
首先计算 “衍母” ,衍母等于定数相乘。
用衍母除各定数得衍数 。
三、求乘率
求奇数 (此题有三个), 其中满足
。
秦九韶使用大衍求一术来解每个同余式 ,其中
叫“乘率”。

这里解释如何用大衍求一术解 。
步骤一:立天元、奇数、定数。

步骤二:用大衍求一术把天元推算成乘率。

这道题的乘率为 。
四、求用数和总数
“用数”为 :
“总数” 等于用数乘余数之和 :
五、求最小正整数解
因此,每个农民卖的米总量为 24600 升或 246 石,总量为 738 石。
秦九韶给出的答案
【原文】
答曰:共米,七百三十八石。三人分米,各二百四十六石。
甲粜官斛,二百九十六石。
乙粜安吉斛,二百二十三石。
丙粜平江斛,一百八十二石。
【今译】
答:共米的总量是738石,由三人平分,即得每人246石。
利用官场的斛数,甲卖出296石。
利用安吉的斛数,乙卖出223石。
利用平江的斛数,丙卖出182石。