小学数学不定方程与不定方程组的解法
-
不定方程与不定方程组
知识框架
一、知识点说明
历史概述
不定方程是数论中最古老的
分支之一.古希腊的丢番图早在公元
3
世纪就开始研究不定方程
,因此常
称不定方程为丢番图方程.中国是研究不定方程最早的国家,公元初的五家共井
问题就是一个不定方程组
问题,公元
5
世纪的《张丘建算经》中的百鸡问题标志着中国对不定方程理论有了系统研究.宋代数学家
秦九韶的大衍求一术将不定方程与同余理论联系起来.
考点说明
在各类竞赛考试中,不定方
程经常以应用题的形式出现,除此以外,不定方程还经常作为解题的重要
方法贯穿在行程
问题、数论问题等压轴大题之中.在以后初高中数学的进一步学习中,不定方程也同样有
着重要的地位,所以本讲的着重目的是让学生学会利用不定方程这个工具,并能够在以后的学习中使用这
个工具解题。
二、不定方程基本定义
(
1
)
p>
定义:不定方程(组)是指未知数的个数多于方程个数的方程(组)
。
(
2
)
p>
不定方程的解:使不定方程等号两端相等的未知数的值叫不定方程的解,不定方程的解不唯一
。
(
3
)
p>
研究不定方程要解决三个问题:①判断何时有解;②有解时确定解的个数;③求出所有的解<
/p>
三、不定方程的试值技巧
(
1
)
奇偶性
(
2
)
p>
整除的特点(能被
2
、
3
、
5
等数字整除的特性)
(
3
)
余数性质的应用(和、差、积的性质及同余的性质)
重难点
(
1
)
b
利用整除及奇偶性解不定方程
(
2
)
不定方程的试值技巧
(
3
)
学会解不定方程的经典例题
例题精讲
一、利用整除性质解不定方程
【例
1
】
求方程
2x
-
3y
=
8
的
整数解
【考点】不定方程
【解析】
方
法一:由原方程,易得
2x
=
8
+
3y
,
x
=
4
+
3
y
,因此,对
y
的任意一个值,都有一个
x
与之对
2
应,并且,此时
x
与
y
的值必定满足
原方程,故这样的
x
与
y
是原方程的一组解,即原方程的解
3
x
4
< br>
k
可表为:
2
,其中
k
为任意数.说明<
/p>
由
y
取值的任意性,可知上述不定方程有无穷多
y
k
组解
.
方法二:根据奇偶性知道
2x
p>
是偶数,
8
为偶数,所以若想
2x
-
3y
=
8
成立,
y
必为偶数,
p>
当
y
=
0
,
x
=
4
;当
y
=
2
,
x
=
7
;当
y
=
4
,
x
=
1
0……
,本题有无穷多个解。
【答案】无穷多个解
【
巩
固
p>
】
求
方程
2x
+
6y
=
9
的整数解
【考点】不定方程
【解析】
因
为
2x
+
6
y
=
2(x
+
3y)
,所以,不论
x
和
y
取何整数,都有
2|2x
+
6y
,但
2
9
,因此,不论
x
和
< br>y
取什么整数,
2x
+
6y
都不可能等于
9
,
即原方程无整数解.
说明:此题告诉我们并非所有的二元一次方程都有整数解。
【答案】无整数解
【例
2
】
求方程
4x
+
10y
=
34
的正整数解
【考点】不定方程
【解析】
因
为
4
与
10
的最大公约数为
2
,而
2|34
,两边约去
2
后,得
2x
+
5y
=
17
,
5y
的个位是
0
或
5
两
种情况,
2x
是偶数,要想和为
17
,
5y
p>
的个位只能是
5
,
y
为奇数即可;
2x
的个位为
2
,所以
x
的
取值为
1
、
6
、
11
、
16……
p>
x
=
1
时,
17
-
2x
=
15
,
y
=
3
,
x
=
6
时,
17
-
2x
=
5
,
y
=
1
,
x
=
11
时,
17
-
2x
=
17
-
22
,无解
x
p>
1
x
6
,
所以方程有两组整数解为:
y
3
y
1
<
/p>
x
1
x
6
,
【答案】
y
3
y
1
< br>
【
巩
固
】
求
方
程
3x
+
5y
=
12
的整数解
【考点】不定方程
【解析】
由
3x
+
5y
=
12
,
3x
是
3
的倍数,要想和为
12
(
3
的倍数)
,
5y
也为
3
的倍数,所以
y
为
3
p>
的倍数
即可,所以
y
的取值为
0
、
3
、
6
、
9
、
12……
y
=
0
时,
12
-
5y
=
12
,
x
=
4
,
x
=
3
p>
时,
12
-
5y<
/p>
=
12
-
15<
/p>
,无解
x<
/p>
4
所以方程的解为:
< br>
y
0
x
4
【答案】
y
0
p>
【例
3
】
求
7<
/p>
x
19
y
p>
213
的所有正整数解.
【考点】不定方程
【解析】
按
照顺序逻辑讨论,从
y
值讨论,由
y=1
开始,当
y=2
时,
x=25
,当
y=9
时,
x=6.
【答
案】
x=25
,
y=2
X=6
,
y=9
【
巩
p>
固
】
求
6
x
22
y
90
的自然数解
p>
【考点】不定方程
【解析】
按
照顺序逻辑思维先考虑
y
的取值,当
y=0
时,
x=15
< br>,当
y=3
时,
x=4.
p>
【答案】
x=15
,
y=0
X=4
,
y=3
二、利用余数性质解不定方程