李淳風那一聲“心服口服”,擲地有聲,砸得太極殿裏鴉雀無聲。
高自在這一套組合拳,直接把大唐第一神算打得道心崩塌,重塑三觀。
這效果,杠杠的。
他正準備把那張寫滿抽象代數的紙收起來,當傳家寶供著,以後跟孫子吹牛用。
可李淳風接下來的動作,讓他愣住了。
隻見這位道長非但沒有半分頹喪,反而雙眼放光,臉上是一種近乎狂熱的求知慾。
那感覺,活脫脫一個學霸發現了新大陸。
“高都督,貧道……還有一問!”李淳風再次躬身行禮,這次的態度,已經不是同僚切磋,而是學生請教了。
“北魏張丘建算經中,有一傳世難題,貧道思索多年,僅得一解,卻不知其法之根本。今日得見都督神算,還望都督不吝賜教,為我解惑!”
高自在心裏咯噔一下。還有?
大哥,差不多得了啊,再比下去我這點存貨都要被你掏空了。
他麵上不動聲色,一副高人風範。
“講。”
“今有雞翁一,值錢五;雞母一,值錢三;雞雛三,值錢一。凡百錢買雞百隻,問雞翁、母、雛各幾何?”
百錢買百雞。
高自在一聽,差點沒繃住。
我丟,這不是開始折磨人的經典不定方程問題嗎?
他迅速在腦子裏過了一遍。
設雞翁x隻,雞母y隻,雞雛z隻。那麼方程就是兩個:x y z=100;5x 3y z/3=100。
一個三元一次不定方程組。
這玩意兒的解可不止一個。
老李頭說他隻求出了一解,看來是用窮舉法硬湊出來的。
高自在心裏有了底,臉上的表情也愈發欠揍。
“此題……倒也有幾分趣味。”他慢悠悠地評價道。
滿朝文武的CPU已經徹底過載了。
剛才那個“物不知其數”都已經是千古難題了,現在這個聽起來更複雜,又是雞又是錢的,高都督居然還說“有幾分趣味”?
這是人話嗎?李世民興奮地搓了搓手,身體往前傾得更厲害了。
繼續,繼續,朕的瓜子汽水都準備好了!
“不過,”高自在話鋒一轉,熟悉的開場白又來了,
“老規矩。”他掃視了一圈已經麻木的百官,露出了惡魔般的微笑。
“用最複雜的理論,解最基礎的問題,方能彰顯我等的……學術追求。”
他重新走回案幾前,拿起筆,感覺自己像個即將上台表演的藝術家。
“陛下,諸位同僚,剛才的線性代數和基礎抽象代數,都隻是熱身。”高自在清了清嗓子。
“接下來,我要展示的,是如何運用係統化的代數理論,來處理多元不定方程。大家看好了,這波操作,我稱之為降維打擊。”
他提筆在紙上寫下方程組。x y z=1005x 3y z/3=100
“首先,第一步,形式化建模與方程轉化。”高自在嘴裏念念有詞,手下不停。
“為了方便計算,我們將第二個方程中的分數處理掉,整個方程乘以三,得到:十五x加九y加z等於三百。”
“現在我們有兩個方程,三個未知數。很明顯,這是一個不定方程組。”
“接下來,我要做的,是進行方程降維,從三元轉化為二元。這是基於線性空間消元的思想。”
他用第二個新方程減去第一個方程。
“(十五x加九y加z)減去(x加y加z),等於三百減去一百。”
“得到,十四x加八y等於二百。”
“兩邊同時除以二,得到最終的二元關係式:七x加四y等於一百。”
整個過程行雲流水,百官們雖然看不懂,但感覺異常流暢。
李淳風站在一旁,手裏的拂塵都快被他自己薅禿了。
原來……原來可以這樣!將三個數的關係,轉化為兩個數的關係!這思路,簡直是開天闢地!
“好了,現在問題簡化了。”高自在吹了吹墨跡,
“變成求解七x加四y等於一百的正整數解。”
“當然,你們可以用湊的方法,一個一個試。但那是凡人的做法。”
他一臉鄙夷。
“我們要用更高階的更複雜的,基於數論與抽象代數的理論求解。”
他開始在紙上瘋狂書寫。
“第一步,判定解的存在性。根據貝祖定理,當且僅當x和y係數的最大公約數能夠整除常數項時,方程有整數解。七和四互質,最大公約數是一,一能整除一百。所以,解是存在的。”
“第二步,求方程的特解。這裏還是用到那個叫‘擴充套件歐幾裡得演演算法’的小工具……算了,過程不重要,你們隻需要知道,我能用它找到一組特殊的解。”
他裝模作樣地劃拉了幾下,然後寫下。
“易得,當x等於四時,七乘以四等於二十八。一百減去二十八等於七十二。七十二除以四等於十八。所以,我們得到一組特解:x等於四,y等於十八。”
“第三步,求方程的通解。根據不定方程的通解公式,我們可以得到引數化的通解表示式。”
他筆走龍蛇。x=4 4ky=18-7k(其中k為整數)
“好了,核心步驟完成了。”高自在活動了一下手腕,
“現在,我們把這個解帶回最初的設定裡。”
“第四步,篩選正整數解。”
“我們知道,雞翁、雞母、雞雛的數量都必須是大於零的整數。”
“所以,x大於零,y大於零,z也大於零。”
“x等於四加四k,要大於零,則k必須大於負一。”
“y等於十八減七k,要大於零,則七k必須小於十八,k必須小於二點五七……”
“z等於一百減x減y,代入通解,z等於一百減(四加四k)減(十八減七k),等於七十八加三k。z要大於零,則k必須大於負二十六。”
“綜合以上,整數k的取值範圍是,大於負一,且小於二點五七。那麼,k可以取的值就有……”高自在故意停頓了一下,賣了個關子。
“零,一,二。三個值。”
嘩!滿朝文武雖然聽得雲裏霧裏,但他們聽懂了最後一句。
三個值?難道說,這題有三個答案?
“最後一步,驗證並確定所有有效解。”高自在的筆尖在紙上點出最終的答案。
“當k等於零時,雞翁x等於四,雞母y等於十八,雞雛z等於七十八。”
“當k等於一時,雞翁x等於八,雞母y等於十一,雞雛z等於八十一。”
“當k等於二時,雞翁x等於十二,雞母y等於四,雞雛z等於八十四。”
啪。他將筆扔在案幾上,拿起那張寫滿了推演過程的紙,緩緩舉起。
“李監正,這三個答案,便是此題的所有正整數解。還請……斧正。”
李淳風整個人都僵住了。他顫抖著走上前,接過那張紙,彷彿捧著什麼絕世珍寶。
他看不懂那些引數和k,但他看得懂最後的答案。
他迅速拿起算籌,開始驗算第一個答案。
四隻雞翁,二十錢。
十八隻雞母,五十四錢。
七十八隻雞雛,二十六錢。二十加五十四加二十六,等於一百錢!
四加十八加七十八,等於一百隻!分毫不差!
他又去驗算第二個,第三個……全都分毫不差!
高自在看著他那副魔怔的樣子,心裏卻在瘋狂冒汗。
淦!不定方程是真的難搞,要不是老子基礎紮實,今天就要在這裝逼翻車了。
又是引數化,又是不等式約束,還要驗證同餘……這一套下來,他感覺自己的腦細胞死了一大片。
這輩子都不想再碰抽象代數和數論了,太特麼抽象了,簡直是精神內耗。
就在這時,李淳風突然做出了一個讓所有人驚掉下巴的舉動。
他將那張寫滿答案的紙鄭重地疊好,揣進懷裏。
然後,對著高自在,雙膝跪地,行了一個拜師大禮。
“大道在上!弟子李淳風,今日得聞真學,懇請高都督收我為徒,傳我無上算學!”
整個太極殿,死寂。
李世民手裏的瓜子,都掉了一地。
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