【韩信点一队士兵的人数,三人一组余两人,五人一组余三人,七】在古代战争中,统帅常常需要快速准确地统计士兵人数。相传西汉名将韩信便擅长此道,他通过简单的分组方式就能推算出整队士兵的数量。这一问题后来被数学家们归纳为“同余问题”,并成为著名的“中国剩余定理”的一个经典应用。
问题描述:
韩信点兵时,发现:
- 三个人一组,剩下两人;
- 五个人一组,剩下三人;
- 七个人一组,剩下四人。
问:这队士兵最少有多少人?
解题思路:
这是一个典型的同余方程组问题,形式如下:
$$
\begin{cases}
x \equiv 2 \pmod{3} \\
x \equiv 3 \pmod{5} \\
x \equiv 4 \pmod{7}
\end{cases}
$$
我们可以通过枚举法或逐步代入法求解最小的正整数解。
解答过程(简要):
1. 找出满足 $ x \equiv 2 \pmod{3} $ 的数:
2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 32, 35, 38, 41, 44, 47, 50, 53, 56, 59, 62, 65, 68, 71, 74, 77, 80, 83, 86, 89, 92, 95, 98, 101...
2. 在上述数中找同时满足 $ x \equiv 3 \pmod{5} $ 的数:
8, 23, 38, 53, 68, 83, 98...
3. 再从这些数中找同时满足 $ x \equiv 4 \pmod{7} $ 的数:
8 + 7 = 15 → 不符合;
23 + 7 = 30 → 不符合;
38 + 7 = 45 → 不符合;
53 + 7 = 60 → 不符合;
68 + 7 = 75 → 不符合;
83 + 7 = 90 → 不符合;
98 + 7 = 105 → 不符合;
继续往下找,直到找到符合条件的数。
最终,找到最小的满足条件的数是 104。
答案总结:
条件 | 同余表达式 | 满足的最小人数 |
三人一组余两人 | $ x \equiv 2 \pmod{3} $ | 104 |
五人一组余三人 | $ x \equiv 3 \pmod{5} $ | 104 |
七人一组余四人 | $ x \equiv 4 \pmod{7} $ | 104 |
结语:
韩信点兵的问题不仅体现了古代数学智慧,也展示了中国古代数学对现代数论的重要贡献。这类问题在今天依然具有实际应用价值,如密码学、计算机科学等领域都可见其身影。通过分析和推理,我们可以用简洁的方式解决复杂的同余问题,这也是数学的魅力所在。