爱因斯坦曾出过这样一道数学题:有一条长阶梯,若每步跨2阶,最后剩下1阶;若每步跨3阶,最后剩下2阶;若每步跨5阶,最后剩下4阶;若每步跨6阶,则最后剩下5阶;只有每步跨7阶,最后才正好1阶不剩。参考例
时间: 2023-05-31 15:18:25 浏览: 245
### 回答1:
题,求这条阶梯最少有多少阶?
这道数学题的答案是:阶梯共有119阶。
解题思路:根据题意,我们可以列出以下方程组:
x ≡ 1 (mod 2)
x ≡ 2 (mod 3)
x ≡ 4 (mod 5)
x ≡ 5 (mod 6)
x ≡ 1 (mod 7)
其中,x表示阶梯的总阶数。根据中国剩余定理,我们可以将上述方程组化简为:
x ≡ 1 (mod 2)
x ≡ 2 (mod 3)
x ≡ 4 (mod 5)
x ≡ 5 (mod 6)
x ≡ 1 (mod 7)
=>
x ≡ 11 (mod 30)
x ≡ 1 (mod 7)
=>
x ≡ 71 (mod 210)
因此,阶梯的总阶数为71 + 210k(k为任意整数)。又因为阶梯的总阶数必须大于等于5,所以k的最小值为,即阶梯的总阶数为71。但是,这个数并不是阶梯的最小值,因为题目要求阶梯的总阶数必须是7的倍数。因此,阶梯的最小值为119,即71 + 210 = 119。
### 回答2:
这题其实是一道中国古代数学问题——七余数问题的变体。
首先,我们可以列出方程组:
$$\begin{cases} x\equiv1(mod\ 2)\\ x\equiv2(mod\ 3)\\ x\equiv4(mod\ 5)\\ x\equiv5(mod\ 6)\\ x\equiv1(mod\ 7) \end{cases}$$
其中,$x$ 表示我们要求的阶梯的总阶数。
我们可以将方程组中的每个方程单独求解,然后再利用中国剩余定理得到 $x$ 的最小正整数解。
根据第一个方程,我们可以知道 $x$ 必须是奇数。而根据第二个方程,我们可以知道 $x$ 是 $2$ 的倍数,再加上 $1$ 后能被 $3$ 整除。两者矛盾,因此这个方程组无解。
然而,如果我们将阶数增加到 $8$,则可以得到:
$$\begin{cases} x\equiv1(mod\ 2)\\ x\equiv2(mod\ 3)\\ x\equiv4(mod\ 5)\\ x\equiv5(mod\ 6)\\ x\equiv1(mod\ 7)\\ x\equiv0(mod\ 8) \end{cases}$$
将每个方程单独求解后,我们可以得出:
$$x\equiv233(mod\ 840)$$
因此,最小正整数解为 $x = 233$,即阶梯总阶数为 $233$ 阶。
### 回答3:
这道数学题被称为《爱因斯坦的难题》,因为它通过不同步长的跨阶方式,引导我们思考数字和模数之间的关系,考验我们的逻辑推理和数学技巧。
首先,设这个阶梯的阶数为N,则根据题意可列出如下方程组:
N ≡ 1 (mod 2)
N ≡ 2 (mod 3)
N ≡ 4 (mod 5)
N ≡ 5 (mod 6)
N ≡ 1 (mod 7)
可以使用中国剩余定理求解该方程组,该定理告诉我们:如果给出一组同余方程,且所有的模数两两互质,则这个同余方程组必然有解,且解是唯一的。(这里不再赘述具体的求解过程)
通过求解得到,这条长阶梯的级数为:N = 420 + 420K (K为任意整数)
也就是说,这个阶梯至少有420阶,而且每420阶为一个周期。通过模数的选择,我们可以得到更多的信息。比如,最小正整数解为横跨7阶,但这个阶梯的阶数还远远没有到极限,它还有很多个周期,每个周期长度为420阶,而这些周期中,都存在横跨7阶的正整数解。
这个问题虽然看似简单,但却涉及到了数学中的很多概念和技巧。通过解答这个问题,我们可以加深对于同余方程、模数、中国剩余定理等数学概念的理解,提高自己的逻辑思维和数学推理能力。
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