不定方程解:小车有5个轮胎(包括备用),小车有5个轮胎,大车有7个轮胎,现有106个轮胎,最多可装多少辆车而

作者&投稿:丹磊 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
小车有5个轮胎(包括备胎),大车有7个轮胎,现在有106个轮胎,最多可装多少辆轮胎~



解:设最多可装小车a辆,大车b辆
5a+7b=106
所a,b为正整数,又因为106为偶数
5,7都是奇数,要想和为偶数,a,b的值要么都是奇数,要么都是偶数。所以可以做以下穷举:
a,b为奇数时
a=1,b=不为整数(舍去)
a=3时,b=13
a=5时


·····(以下的过程省略)


a,b为偶数时的解法同上

最后取a+b的和最大,就是原题的解。


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解:设最多可装小车a辆,大车b辆
5a+7b=106
所a,b为正整数,又因为106为偶数
5,7都是奇数,要想和为偶数,a,b的值要么都是奇数,要么都是偶数。所以可以做以下穷举:
a,b为奇数时
a=1,b=不为整数(舍去)
a=3时,b=13
a=5时

·····(以下的过程省略)

a,b为偶数时的解法同上

最后取a+b的和最大,就是原题的解。

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设可装x辆小车,y辆大车
5x+7y=106
解得,正整数解为:
x=3,y=13
x=10,y=8
x=17,y=3
所以,最多可装17+3=20辆车而无剩余

设小车x辆,大车y辆
5x+7y=106
分别从1开始取y值,当取到y=3时,x=17,此时有最多车辆20辆

直接给答案?答案是小车17辆,大车3辆

当方程中未知数的个数比方程的个数多时,我们就称这样的方程为不定方程。比如:3x-4y=6,方程只一个,但未知数却有两个,这就是不定方程。古希腊著名数学家丢番图曾在其著作《算术》中介绍过关于不定方程,所以不定方程又叫丢番图方程。
很明显,在不定方程3x-4y=6中,x、y的取值有无数个,不定方程的解往往有无数个。我们这里介绍的不定方程,一般都会有条件限制,比如说上述不定方程中的x、y只能是自然数,这样我们可以根据限制的条件来求出不定方程的解。所以,解答这类方程,一定要找出题中明显或隐含的限制条件。
同时,我们这里介绍不定方程,最主要是介绍不定方程在解答应用题方面的作用。

例1. 求不定方程7x+11y=276的自然数解

解析:题中不定方程的限制条件就是x、y都是自然数
将不定方程7x+11y=276变形为x=(276-11y)÷7
由于x、y都是自然数,说明276-11y应该是7的倍数,
y可以从最小的自然数1开始试验
经过试验,y可取6、13、20
相对应,x=30、19、8

在解不定方程时,可将原方程变形,变为一个未知数用另一个未知数的代数式表示出来,再根据题中的限制条件,寻找合适的解。

例2.大客车有48个座位,小客车有30个座位。现有306名旅客,要使每个旅客都有座位而且车上无空位,需要大、小客车各多少辆?

解析:方法(一)列举法
通过画表列举的方法,一一尝试,最终把答案找出来。

方法(二)假设法
假设全部用小客车,需要10辆,另空出6个座位
由于题目要求不能有空位,所以首先要弄清楚的是换几辆小客车挪出的空位正好能换成大客车,即是48的倍数。经过尝试,退出3辆小客车,就有3×30+6=96人没座位,正好可乘两辆大客车。
所以,需要大客车2辆,小客车7辆

方法(三)不定方程
由于旅客人数、车辆数都是自然数,所以我们可以列出符合题意的不定方程,并求出它的自然数解。
设需要大客车x辆,小客车y辆
则 48x+30y=306 即 8x+5y=51
Y=(51-8x)÷5
由于y是自然数,所以51-8x应该是5的倍数
我们不难找出:x=2;y=7

(另注:在解这个不定方程时,我们还可以从奇偶数的角度来解
8x是一个偶数,51是个奇数,那么5y肯定是个奇数。那么5y的个位数字一定是5,由于和是51,可见8x的个位数字一定是6,即x=2或7,把它代入不定方程中,很容易得出:x=2;y=7)

例3.学校里共有12间宿舍,可以住80人,大宿舍住8人,中宿舍住7人,小宿舍住5人,问中、小宿舍共有多少间?

解析:设中宿舍x间,小宿舍y间,那么大宿舍就有(12-x-y)间
则 8(12-x-y)+7x+5y=80
即 x+3y=16
解得:y=1、x=13或y=2、x=10或y=3、x=7或y=4、x=4或y=5、x=1
由于总的宿舍间数是12间,所以前两种答案不符题意。
即 y=3、x=7或y=4、x=4或y=5、x=1

例4.某地水费,不超过10吨时,每吨0.45元;超过10吨的,超过部分按每吨0.80元收费;张家比李家多交水费3.30元,如果两家的用水量都是整数吨,问张家和李家各交水费多少元?(两家所用水量均为整数吨)
解析:为了便于理解,题中所有单位为元的数字全部转化成以分为单位,这样就没有小数了
由于张家比李家多交水费330分,而330分既不是45的整数倍,也不是80的整数倍,说明一定是张家的用水量超过10吨,而李家的用水量不到10吨.
设张家用水x吨,李家用水y吨,且x>10,y<10,x,y均为自然数
则 (x-10)×80+10×45-45y=330
即 16x-9y=136
X=(136+9y)/16=8+(8+9y)/16
Y可取1、2、3、、、、9,经尝试,只有y=8时,x才是整数,x=13
所以,张家交水费:10×45+3×80=690(分)=6.9元
李家交水费:6.9-3.3=3.6元

例5.今年,祖父的年龄是小明的6倍,几年后,祖父的年龄将是小明的5倍.又过几年后,祖父的年龄是小明的4倍.求祖父今年多少岁?

解析:这是一道有难度的年龄问题.题中除了两人的年龄的倍数关系,其余一概未知.

设小明今年x岁,祖父今年就是6x岁,y年后,祖父的年龄是小明的5倍
则 5(x+y)=6x+y 即 x=4y
又设m年后,祖父的年龄是小明的4倍,
则 4(x+y+m)=6x+y+m 即 2x=3y+3m
把x=4y代入2x=3y+3m,
得 8y=3y+3m 即5y=3m y=(3/5)m
由于y是整数,所以 m=5、10、15、20、、、
可算出 y=3、6、9、12、、、、
那么 x=12、24、36、48、、、
那祖父的年龄就是 72、144、、、、
很明显,只有当m=5,y=3,x=12时,祖父的年龄是72岁才符合实际。

在解不定方程时,如果能合理运用以下几个技巧,可以大大提高解题速度。

(1)系数上的考虑

如例1,7x+11y=276,我们有两种解法,一是变形为:x=(276-11y)÷7;二是变形为:y=(276-7 x)÷11。我们对照下这两种解法中的取值情况。第一种:Y有0---25种取值可能;而第二种X有39种取值可能,很明显,第一种解法比第二种解法相对来说速度会更快些。
但我们换个角度,由于X、Y都是自然数,由上述两种变形可知,X应是7的倍数,Y应是11的倍数,而1---276中7的倍数有39个,11的倍数有25个,那么,很明显,从倍数上考虑,第二种解法比第一种解法相对来说速度更快些。所以,在解不定方程时,一定要注意未知数前面的系数,选择恰当的变形来解不定方程。

(2)尾数上的考虑

例如解不定方程5X+4Y=59的自然数解。和的个位数是9,说明5X的个位数字一定是5,那么X一定取奇数;4Y的个位数字一定是4,那么Y只能是1、4、6、11、14。这样解的过程就容易多了,速度也上来了。

(3)奇偶性上的考虑

上道例题还可以从数的奇偶性入手考虑。59是一个奇数,4Y一定是个偶数,那么,5X就一定是个奇数,那么X取值只能取奇数,如1、3、5、、、、等等,也能起到简便解题过程的作用。

(4)倍数关系上的考虑

例如解不定方程2X+3Y=21的自然数解。我们注意到,21是3的倍数,3Y肯定也是3的倍数,2X=21-3Y,那么2X也应是3的倍数,这样X只能取是3的倍数的数了,如:0、3、6等等,这样就能起到简化解题过程的作用了。


请用算术法或方程解答——
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