001阿基米德分牛问题Archimedes' Problema Bovinum

太阳神有一牛群,由白、黑、花、棕四种颜色的公、母牛组成.

在公牛中,白牛数多于棕牛数,多出之数相当于黑牛数的1/2+1/3;黑牛数多于棕牛数,多出之数相当于花牛数的1/4+1/5;花牛数多于棕牛数,多出之数相当于白牛数的1/6+1/7.

在母牛中,白牛数是全体黑牛数的1/3+1/4;黑牛数是全体花牛数1/4+1/5;花牛数是全体棕牛数的1/5+1/6;棕牛数是全体白牛数的1/6+1/7.

问这牛群是怎样组成的?

其实这道题可以先把题目中的文字语言抽象成数学语言,如下:


M:代表公,F:代表母,wri代表白,bro代表棕,bla代表黑,col代表花

首先可以判断,7个方程8个未知数,是个不定方程组。

观察方程组可以发现,前3个方程是可以看做独立的一组方程组,所以计算前3个方程得到:


用Mbro表示其它3个未知数

因为我们知道牛的个数一定是整数个,所以可以令Mbro=891i,那么公牛的个数就可以表示为:


用i来表示

接着把上面得到的结果带入到剩下的4个式子当中,得到:


母牛个数

同样的道理,令i=4657k,则:


k可以取1,2,3.......

当k=1时,就可以得到满足题目要求的牛群个数的最小解了,即牛群的最小个数为50389028头。


以上。

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