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點兵場上的神算術

來源:轉載 文章作者: 2008-07-02 11:22:23

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  韓信是我國漢初的一員大獎,善于帶兵。相傳有一天,他在一名部將的陪同下,檢閱士兵的操練。當全體士兵編成三路縱隊時,韓信問:“最后一排剩多少人?”部將報告:“排尾剩下2人,”當隊伍編成五路縱隊時,韓信又問:“最后一排剩幾人?”答說:“剩下3人”,最后韓信又下達了隊伍編成七路縱隊的命令,并得知排尾依舊余有2人。

  編隊結束后,韓問:“今天有多少將士參加操練?”部將回答說:“今天上場操練的應當有2345人。”韓信想了一想說:“不對吧!場上實際只有2333人,比你報的數字要少12個。”部將半信半疑,下令重新清點隊伍,結果果然是2333人,一個不差,于是驚服。當部將問韓信是怎樣得知準確數字時,韓信笑著說:“我是根據你剛才報的編隊排尾余數算出來的。”

  上面就是著名的“韓信點兵”的故事。故事的情節無疑是后人杜撰的,但點兵場上的神算術,卻包含著深刻的科學道理。它源于公元二世紀我國古代的一部算書《孫子算經》。

  《孫子算經》里有這樣一道題:有個數字,用三除余數是二,用五除余數是三,用七除余數又是二。現在問這究竟是什么數字?由于這道問題融趣味性的困難性于一體,使得在千百年的歷史長河中,演化出許多頗帶神秘色彩的名字:諸如“鬼谷算”、“神奇妙算”、“簡管術”、“秦王暗點兵”、“大衍求一術”等等。這些無從查考的名字,除最后一個外,實在都與問題的本身風馬牛不相及。

  這道題《孫子算經》中提供了以下答案:先把5和7相乘,再乘2,得出70,用3除余數是1;再用3和7相乘,得出21,用5除余數又是1;再用3和5乘得出15,用7除余數也是1。然后把用3除所得的余數2和70相乘,得出140;把用5除所得的余數3和21相乘,得出63;把用7除所得的余數2和15相乘,得出30。再把以上所得的140,63,30三者加起來,得233。由于3×5×7=105,所以233扣去兩倍的105,得到數23。它除以3,5,7時,余數不會改變。所以23就是“物不知數”問題的最簡答案。

  以上算法可以歸納為兩個式子:

  70×2+21×3+15×2=233

  233-105×2=23

  公元1593年,我國明代數學家程大位,在《算法統宗》一書中,還把《孫子算經》上的方法,概括為一首頗妙的詩:

  “三人同行七十稀,五樹梅花二十一枝;

  七子團圓正半月,除百零五便得知。”

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