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1、第40講 不定方程
一、知識要點
當(dāng)方程的個數(shù)比方程中未知數(shù)的個數(shù)少時,我們就稱這樣的方程為不定方程。如5x-3y=9就是不定方程。這種方程的解是不確定的。如果不加限制的話,它的解有無數(shù)個;如果附加一些限制條件,那么它的解的個數(shù)就是有限的了。如5x-3y=9的解有:
x=2.4 x=2.7 x=3.06 x=3.6
y=1 y=1.5 y=2.1 y=3
如果限定x、y的解是小于5的整數(shù),那么解就只有x=3,Y=2這一組了。因此,研究不定方程主要就是分析討論這些限制條件對解的影響。
解不定方程時一般要將原方程適當(dāng)變形,把其中的一個未知數(shù)用另一個未
2、知數(shù)來表示,然后再一定范圍內(nèi)試驗求解。解題時要注意觀察未知數(shù)的特點,盡量縮小未知數(shù)的取值范圍,減少試驗的次數(shù)。
對于有3個未知數(shù)的不定方程組,可用削去法把它轉(zhuǎn)化為二元一次不定方程再求解。
解答應(yīng)用題時,要根據(jù)題中的限制條件(有時是明顯的,有時是隱蔽的)取適當(dāng)?shù)闹怠?
二、精講精練
【例題1】求3x+4y=23的自然數(shù)解。
先將原方程變形,y=。可列表試驗求解:
X
1
2
3
4
5
6
7
Y
5
×
×
×
2
×
×
所以方程3x+4y=23的自然數(shù)解為
X=1 x=
3、5
Y=5 y=2
練習(xí)1
1、求3x+2y=25的自然數(shù)解。
2、求4x+5y=37的自然數(shù)解。
3、求5x-3y=16的最小自然數(shù)解。
【例題2】求下列方程組的正整數(shù)解。
5x+7y+3z=25
3x-y-6z=2
這是一個三元一次不定方程組。解答的實話,要先設(shè)法消去其中的一個未知數(shù),將方程組簡化成例1那樣的不定方程。
5x+7y+3z=25 ①
3x-y-6z=2 ②
由①×2+②,得13x+13y=52
X+
4、y=4 ③
把③式變形,得y=4-x。
因為x、y、z都是正整數(shù),所以x只能取1、2、3.
當(dāng)x=1時,y=3
當(dāng)x=2時,y=2
當(dāng)x=3時,y=1
把上面的結(jié)果再分別代入①或②,得x=1,y=3時,z無正整數(shù)解。
x=2,y=2時,z也無正整數(shù)解。
x=3時,y=1時,z=1.
所以,原方程組的正整數(shù)解為 x=1
y=1
5、 z=1
練習(xí)2
求下面方程組的自然數(shù)解。
1、4x+3y-2z=7 2、 7x+9y+11z=68
3x+2y+4z=21 5x+7y+9z=52
3、5x+7y+4z=26
3x-y-6z=2
【例題3】一個商人將彈子放進(jìn)兩種盒子里,每個大盒子裝12個,每個小盒子裝5個,恰好裝完。如果彈子數(shù)為99,盒子數(shù)大于9,問兩種盒子各有多少個?
兩種盒子的個數(shù)都應(yīng)該是自然數(shù),所以要根據(jù)題意列出不定方程,再求出它的自然數(shù)解。
設(shè)大盒子有
6、x個,小盒子有y個,則
12x+5y=99(x>0,y>0,x+y>9)
y=(99-12y)÷5
經(jīng)檢驗,符合條件的解有: x=2 x=7
y=15 y=3
所以,大盒子有2個,小盒子有15個,或大盒子有7個,小盒子有3個。
練習(xí)3.
1、某校6(1)班學(xué)生48人到公園劃船。如果每只小船可坐3人,每只大船可坐5人。那么需要小船和大船各幾只?(大、小船都有)
2、甲級鉛筆7角錢一枝,乙級鉛筆3角錢一枝,小華用六元錢恰好可以買兩種不同的鉛筆共幾枝?
3、小華和小強(qiáng)各用6角4分買了若干枝
7、鉛筆,他們買來的鉛筆中都是5分一枝和7分一枝的兩種,而且小華買來的鉛筆比小強(qiáng)多,小華比小強(qiáng)多買來多少枝?
【例題4】買三種水果30千克,共用去80元。其中蘋果每千克4元,橘子每千克3元,梨每千克2元。問三種水果各買了多少千克?
設(shè)蘋果買了x千克,橘子買了y千克,梨買了(30-x-y)千克。根據(jù)題意得:
4x+3y+2×(30-x-y)=82
x=10-
由式子可知:y<20,則y必須是2的倍數(shù),所以y可取2、4、6、8、10、12、14、16、18。因此,原方程的解如下表:
蘋果
9
8
7
8、
6
5
4
3
2
1
橘子
2
4
6
8
10
12
14
16
18
梨
19
18
17
16
15
14
13
12
11
練習(xí)4
1、有紅、黃、藍(lán)三種顏色的皮球共26只,其中藍(lán)皮球的只數(shù)是黃皮球的9倍,藍(lán)皮球有多少只?
2、用10元錢買25枝筆。已知毛筆每枝2角,彩色筆每枝4角,鋼筆每枝9角。問每種筆各買幾枝?(每種都要買)
3、曉敏在文具店買了三種貼紙;普通貼紙每張8分,熒光紙每張1角,高級紙每張2角。她一共用了一元兩角兩分錢。那么,曉敏的三種貼紙的總數(shù)最少是多少張?
9、
【例題5】某次數(shù)學(xué)競賽準(zhǔn)備例2枝鉛筆作為獎品發(fā)給獲得一、二、三等獎的學(xué)生。原計劃一等獎每人發(fā)6枝,二等獎每人發(fā)3枝,三等獎每人發(fā)2枝。后又改為一等獎每人發(fā)9枝,二等獎每人發(fā)4枝,三等獎每人發(fā)1枝。問:一、二、三等獎的學(xué)生各有幾人?
設(shè)一等獎有x人,二等獎有y人,三等獎有z人。則
6x+3y+2z=22 ①
9x+4y+z=22 ②
由②×2-①,得12x+5y=22
y = x=1
x只能取1。Y=2,代入①得z=5,原方程的解為 y=2
z=5
所以,一等獎的學(xué)生有1人,二等獎的學(xué)生有2人,三等獎的學(xué)生有5人。
練習(xí)5
1、某人打靶,8發(fā)打了53環(huán),全部命中在10環(huán)、7環(huán)和5環(huán)。他命中10環(huán)、7環(huán)和5環(huán)各幾發(fā)?
2、籃子里有煮蛋、茶葉蛋和皮蛋30個,價值24元。已知煮蛋每個0.60元,茶葉蛋每個1元,皮蛋每個1.20元。問籃子里最多有幾個皮蛋?
3、一頭豬賣3個銀幣,一頭山羊賣1個銀幣,一頭綿羊買個銀幣。有人用100個銀幣賣了這三種牲畜100頭。問豬、山羊、綿羊各幾頭?