妈妈给小明家新送来 y个鸡蛋。 已知小明家原有鸡蛋的个数x是满足“三个三个的数剩1个,5个5个数剩z个,7个7个数剩3个”的最小数, 请问小明家共有多少个鸡蛋? (设输入为正数,不考虑非法输入)
时间: 2023-05-31 10:18:09 浏览: 284
### 回答1:
小明家共有x+y个鸡蛋。根据题意可得:
x ≡ 1 (mod 3)
x ≡ z (mod 5)
x ≡ 3 (mod 7)
由于3、5、7互质,根据中国剩余定理,可以求出x的最小正整数解为:
x = 52a + 1
其中a为正整数。
因为x是满足条件的最小数,所以x必须大于等于y,即:
x + y ≥ x = 52a + 1
所以:
y ≥ 52a + 1 - x
将x ≡ 1 (mod 3)代入得:
x = 3b + 1
其中b为正整数。
将x ≡ z (mod 5)代入得:
x = 5c + z
其中c为正整数。
将x ≡ 3 (mod 7)代入得:
x = 7d + 3
其中d为正整数。
将以上四个式子联立,得到:
52a + 1 = 105e + 22z
其中e为正整数。
因为a是正整数,所以22z必须是偶数,即z必须是偶数。
又因为x是满足条件的最小数,所以a、b、c、d、e都必须是正整数且最小。
根据以上条件,可以列出z的取值范围:
z = 2, 12, 22, 32, 42, 52
将z的每个取值代入上式,得到:
a = 5, 31, 57, 83, 109, 135
b = 2, 8, 14, 20, 26, 32
c = 1, 6, 11, 16, 21, 26
d = 3, 10, 17, 24, 31, 38
e = 1, 2, 3, 4, 5, 6
将a的每个取值代入x = 52a + 1,得到x的每个取值:
x = 261, 1605, 2949, 4293, 5637, 6981
将x的每个取值代入y ≥ 52a + 1 - x,得到y的每个取值:
y ≥ 1, 47, 91, 135, 179, 223
因为y必须是正整数且最小,所以y的取值为:
y = 47
所以小明家共有:
x + y = 1605 + 47 = 1652
个鸡蛋。
### 回答2:
题目中给出了小明家原有鸡蛋的个数x满足“三个三个的数剩1个,5个5个数剩z个,7个7个数剩3个”,所以可以列出如下方程组:
x ≡ 1 (mod 3)
x ≡ z (mod 5)
x ≡ 3 (mod 7)
其中,≡表示同余。我们可以通过求解这个方程组来确定小明家原有鸡蛋的个数x。
利用中国剩余定理,可以将上述方程组转化为:
x ≡ a1 (mod m1)
x ≡ a2 (mod m2)
x ≡ a3 (mod m3)
其中,
a1 = 1,m1 = 3
a2 = z,m2 = 5
a3 = 3,m3 = 7
由于m1、m2、m3互质,因此存在一组唯一解。可以利用扩展欧几里得算法求得模数之间的乘法逆元,从而求出中国剩余定理的解。
将y个新鸡蛋加入小明家的存货中,得到最终的鸡蛋数量为 x + y。
因此,小明家共有 x + y 个鸡蛋。
### 回答3:
根据题意可得到以下方程组:
x ≡ 1 (mod 3)
x ≡ z (mod 5)
x ≡ 3 (mod 7)
我们可以通过中国剩余定理来求解,将每个同余方程的系数相乘得到 M = 3 × 5 × 7 = 105,然后求出 M/3, M/5 和 M/7 在模对应系数下的逆元 t3, t5 和 t7,再将它们乘以对应的同余方程系数和余数,相加后再对 M 取模,得到解 x。
具体计算过程如下:
M = 3 × 5 × 7 = 105
t3 = 70, t5 = 63, t7 = 15
x = (1×t3×35 + z×t5×21 + 3×t7×15) mod 105
化简可得:x = 53z + 22 (mod 105)
因为 y 和 x 都是整数,所以当 x + y 是 3 的倍数时,有 y ≡ 0 (mod 3);是 5 的倍数时,有 y ≡ 0 (mod 5);是 7 的倍数时,有 y ≡ 0 (mod 7)。
因此,我们可以定义一个新的变量 k,使得 x+y+ky 是 3、5、7 的公倍数,即:
x + y + ky ≡ 0 (mod 3)
x + y + ky ≡ 0 (mod 5)
x + y + ky ≡ 0 (mod 7)
根据同余方程的性质,可以得到:
ky ≡ (2z + 3) (mod 3)
ky ≡ (2x + 3) (mod 5)
ky ≡ (4x + 4z + 3) (mod 7)
可以求出 k 在模对应系数下的逆元 t3', t5' 和 t7',然后将它们乘以对应的同余方程系数和余数,相加后再对 M 取模,得到解 k。
具体计算过程如下:
t3' = 2, t5' = 3, t7' = 6
k = (t3'×(2z+3)×35 + t5'×(2x+3)×21 + t7'×(4x+4z+3)×15) mod 105
化简可得:k = 29x + 68z + 27 (mod 105)
将 k 的值代入上面的方程中得到:x + y = 105n + 53z + 22 - 29x - 68z - 27n
化简可得:y = 78n - 26x - 15z
因为 y 是整数,所以可以将上式中的 n 设为 1,得到:y = 78 - 26x - 15z
将 y 和 x 的表达式代入第一个同余方程中,得到:
53z + 22 + y ≡ 1 (mod 3)
化简可得:z + y ≡ 2 (mod 3)
因为 y 的表达式中不含 z,所以我们可以将 z 看作是独立于 y 的变量,然后解出使得 z + y ≡ 2 (mod 3) 的最小正整数解 z0。将 z0 带入 y 的表达式中,即可得到小明家的鸡蛋总量 x+y+z0。
阅读全文