正在阅读《十九、韩信点兵》
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由35横看到D得它的质因数,有一个是7,往下看是5,它已是质数,所以

35=7×5

本来,若是这图的右边没有截去,7和5都可由图上直接看岀来的。

例二:将12分成质因数的积。

由12横看得Q,表示3的4倍。4还是合数,由4横看得R,表示2的2倍,2已是质数,所以

12=3×2×2=3×22

关于质数图的作法,以及用它来判定一个数是否是质数,用它来将一个合数拆成质因数的积,我们都已明白了。马先生提出求最大公约数的问题。前面说过的既然已明了,这自然是迎刃而解的了。

例三:求12、18和24的最大公约数。

图77

从质数图上,如图77,我们可以看出24、18和12都有约数2、3和6。它们都是24、18、12的公约数,而6就是所求的最大公约数。

“假如不用质数图,怎样由画图法找出这三个数的最大公约数呢?”马先生问王有道。他一边思索,一边用手指在桌上画来画去,后来他这样回答:“把最小一个数以下的质数找出来,再画出表示这些质数的倍数的线。由这些线上,就可看出各数所含的公共质因数。它们的乘积,就是所求的最大公约数。”

例四:求6、10和15的最小公倍数。

依照前面各题的解法,本题是再容易不过了。OA、OB、OC相应地表示6、10、15的倍数。A、B和C同在30的一条横线上,30便是所求的最小公倍数。

图78

例五:某数,三个三个地数,剩一个;五个五个地数,剩两个;七个七个地数,也剩一个,求某数。

马先生写好了这个题,叫我们讨论画图的方法。自然,这不是很难,经过一番讨论,我们就画出图79来。1A、2B、1C各线分别表示3的倍数多1,5的倍数多2,7的倍数多1。而这三条线都经过22的线上,22即是所求的。——马先生说,这是最小的一个,加上3、5、7的公倍数,都合题。——不是吗?22正是3的7倍多1,5的4倍多2,7的3倍多1。

图79

“你们由画图的方法,总算把答案求出来了,但是算法是什么呢?”马先生这一问,却把我们难住了。先是有人说是求它们的最小公倍数,这当然不对,3、5、7的最小公倍数是105呀!后来又有人说,从它们的最小公倍数中减去3,除所余的1。也有人说减去5,除所余的2,自然都不是。从图上仔细看去,也毫无结果。最终只好去求教马先生了。他见大家都束手无策,便开口道:“这本来是咱们中国的一个老题目,它还有一个别致的名称——韩信点兵。它的算法,有诗一首:三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,七子团圆月正半,除百零五便得知。你们懂得这诗的意思吗?”

“不懂!不懂!”许多人都说。

于是马先生加以解释:“这也和‘无边落木萧萧下’的谜一样。三人同行七十稀,是说3除所得的余数用70去乘它。五树梅花廿一枝,是说5除所得的余数,用21去乘。七子团圆月正半,是说7除所得的余数用15去乘。除百零五便得知,是说把上面所得的三个数相加,加得的和若大于105,便把105的倍数减去。因此得出来的,就是最小的一个数。好!你们依照这个方法将本题计算一下。”

下面就是计算的式子:

奇怪!对是对了,但为什么呢?周学敏还找了一个题“三三数剩二,五五剩三,七七数剩四”来试:

53正是3的17倍多2,5的10倍多3,7的7倍多4。真奇怪!但是为什么?对于这个疑问,马先生说,把上面的式子改成下面的形式就明白了。

“这三个式子,可以说是同一个数的三种解释:(1)表明它是3的倍数多2;(2)表明它是5的倍数多3;(3)表明它是7的倍数多4。这不是正和题目所给的条件相合吗?”马先生说完了,王有道似乎已经懂得,但又有点儿怀疑的样子。他踌躇了一阵,向马先生提出这么一个问题:“用70去乘3除所得的余数,是因为70是5和7的公倍数,又是3的倍数多1。用21去乘5除所得的余数,是因为21是3和7的公倍数,又是5的倍数多1。用15去乘7除所得的余数,是因为15是5和3的公倍数,又是7的倍数多1。这些我都明白了。但,这70,21和15怎么找出来的呢?”

“这个问题,提得很合适!”马先生说,“这类题的要点,就在这里。但,这些数的求法,说来话长,你们可以去看开明书店出版的《数学趣味》,里面就有一篇专讲《韩信点兵》的。——不过,像本题,三个除数都很简单,70、21、15都容易推出来。5和7的最小公倍数是什么?”

“35。”一个同学回答。

“3除35,剩多少?”

“2——”另一个同学说道。

“注意!我们所要的是5和7的公倍数,同时又是3的倍数多1的一个数。35当然不是,将2去乘它,得70,既是5和7的公倍数,又是3的倍数多1。至于21和15,情形也相同。不过21已是3和7的公倍数,又是5的倍数多1;15已是5和3的公倍数,又是7的倍数多1,所以用不到再把什么数都去乘它了。”

最后,他还补充一句:“我提出这个题的原意,是要你们知道,它的形式虽和求最小公倍数的题相同,实质上却是两回事,必须要加以注意。”

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