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怎么用Mathematica解决简单的数论问题

时间:2024-10-14 03:45:19

1、先假设m=100,看看对应的解是什么。FindInstance[7 x + 11 y == 100 && x > 0 && y > 0, {x, y}, Integers, 1000]答案是:x -> 8, y -> 4所以,7 x + 11 y == 100只有一组正整数解。

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2、考察别的数字m——用列表的方式,枚举出m取值在190到200之间,对应的正整数解:Table[FindInstance[7 x + 11 y == m && x > 0 && y > 0, {x, y}, Integers, 1000] , {m, 190, 200}]

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3、然而,这里,我们只需要关心m对应了多少组正整数解,而无须考虑解的具体形式。所以:FindInstance[7 x + 11 y == 190 && x > 0 && y > 0, {x, y}, Integers, 1000] // Length

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4、于是可以自定义一个函数,来找出满足要求的m:f[m_] := If[(FindInstance[7 x + 11 y == m && x > 0 && y > 0,{x, y}, Integers, 1000] // Length) == 1,m, 0]意思就是,如果7 x + 11 y == m恰好有一组正整数解的话,函数f[m]的值就等于m;如果7 x + 11 y == m没有正整数解,或者,正整数解的数目多于一组,f[m]就等于0。

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5、那么,我们可以枚举出1000以内所有满足条件的m:

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6、我们可以发现,当m大于154以后,是一片0的天下。于是,我们可以猜测:当m>154时,7x+11y=m至少有两个正整数解。这个猜测暂时不在本文讨论。看下图,大于154的数字,一个也不缺席。

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7、第五步里面的结果。那一大堆0不是我们所关心的东西,可以合并起来:(f /@ Range[1000]) // Union这样,可以发现,m最小值是18,最大值是154。枚举法并不能代替理论证明,但是这里不予证明。

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