[趣味数学] 韩信点兵

余年寄山水
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2020年12月18日 10:52
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2020年12月18日发(作者:成德)


[趣味数学] 韩信点兵

民间故事《韩信点兵》:
韩信 是汉高祖刘邦手下的大将,他英勇善战,智谋超群,为
汉朝的兴建立下了卓绝的功劳。据说韩信的数学水 平也非常
高超,他在点兵的时候,为了保住军事机密,不让敌人知道
自己部队的实力,先令士兵 从1至3报数,然后记下最后一
个士兵所报之数;再令士兵从1至5报数,也记下最后一个
士兵 所报之数;最后令士兵从1至7报数,又记下最后一个
士兵所报之数;这样,他很快就算出了自己部队士 兵的总人
数,而敌人则始终无法弄清他的部队究竟有多少名士兵。
比如,已知军队人数大概在 1000-1100左右,如果1-3报数
余2人,1-5报数余3人,1-7报数余2人,则韩信立刻 知
道总人数1073人。
汉军本来就信服自己的统帅,这一来更相信韩信是“神仙下
凡”、“神机妙算”。于是每次出战都士气大振,经常大获全胜。
把韩信点兵问题再换个更简单的说法 ,就是说,有个数除3
余2,除5余3,除7余2,问你这个数字最小是几?也可
以给定一个范 围,问你是几。

这类问题,纠结应该怎么下手解决呢?对于这样的问题,要
先观察 ,是否存在规律,如果符合一定的规律,则可以通过


简单口诀来实现;如果没有规律,那 么就要通过一些特殊方
法处理。
一、有规律问题的解法
重要口诀:和同加和,差同减差,余同取余,最小公倍加
先来说说最后一句,最小公倍加,意 思是,不管什么情况,
先把最小公倍数求出来,这个是作为基础。然后根据不同情
况进行辨别, 如何继续处理。
(一)和同加和
意思是,如果不同被除数和余数的和相同,那么就把这个和,
加到最小公倍数上。
例:一个数除5余3,除6余2,除7余1
解题思路:5、6、7的最小公倍数是210,因 为5+3=6+2
=7+1=8,所以这个数最小就是8,其余满足条件的数字
是210的倍数 +8,比如218、428……
(二)差同减差
意思是,如果不同被除数和余数的差相同,那么就把这个差,
用最小公倍数减掉。
例:一个数除5余3,除6余4,除7余5
解题思路:5、6、7的最小公倍数是210,因 为5-3=6-4
=7-5=2,所以这个数最小就是:210-2=208,其余满
足条件的 数字是210的倍数+208,比如418、628……
(三)余同取余


这个是最简单的了,意思是,如果余数都相同,直接把余数
加到最小公倍数上。
例:一个数除5余3,除6余3,除7余3
解题思路:5、6、7的最小公倍数是210,所 以这个数最小
就是3,其余满足条件的数字是210的倍数+3,比如213、
423……
二、无规律问题的解法
一筐苹果,如果按5个一堆放,最后多出2个;如果按6个
一 堆放,最后多3个;如果按7个一堆放,还多出1个。这
筐苹果至少有几个?
(一)逐步约束法
5余2的最小数字是7,看看7除以6是余1不是3,所以
要看看 7上面加多少个5才能除以6余3。
通常的做法是,7+5=12,余0,不对;12+5=17,余 5,不
对;17+5=22,余4,不对;22+5=27,余3,对了!所以
是27。 实际上,也可以用这样的做法,就是:把除以6余3看成是
-3(3-6=-3),5除以6余-1 。问题就简化为:要把7除以
6的余数1变成余-3,需要多少个5除以6的-1?很明显,
答 案是:(-3-1)÷(-1)=4,也就是说,要在7上面加4
个5,也就是加上20,则结果为27
27这个数字出来了,还没结束,下面考虑27除以7余6,


不是余1。要在2 7上面加多少个30(5和6的最小公倍数)
才能余1?
同样的思路,要余1,相当于余8( 1+7=8),由于30除以
7余2,问题就转换为,要从余6变成余8,需要多少个2,
答案 是1个,也就是27上面加1个30即可,最终数字是
57。
(二)中国剩余定律
先找出6和7的公倍数,从中选取一个最小的、能够除以5
余1的数字,为42×3=126,用这个数 乘以5的余数。题目
中除以5余2,所以126×3=252;
再找出5和7的公倍数,从中 选取一个最小的、能够除以6
余1的数字,为35×5=175,用这个数乘以6的余数。题目
中除以6余3,所以175×3=525;
再找出5和6的公倍数,从中选取一个最小的、能够除以7
余1的数字,为30×4=120,用这个数乘以7的余数。题目
中除以7余1,所以120× 1=120;
上述3个数字相加:252+525+120=897
897除以5、6、7 三个数的最小公倍数210的余数,即为最
终答案:897-210×4=57
三、韩信点兵
回到文章开头韩信点兵的故事,已知军队人数大概在
1000-1100左右,如果1-3报数 余2人,1-5报数余3人,


1-7报数余2人
这个题目我们采用混合做法, 既然除以3余2,除以7余2,
那么利用同余取余,秒算出来21+2=23
然后,看23除以5余3,正好,不用再加21了,答案就是
23,多么简单。
考虑 到人数在1000-1100之间,23的基础上加上10个3、
5、7的公倍数105,也就是23+ 10×105=1073

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