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简介

Coddy 数学谜题 课程的第 8 课,共 20 课。

丢番图方程是只允许整数解的方程。

3x+5y=1 有许多解。其中一个解是:x0=2, y0=-1。其他解可以通过给 x0 加上 5,并从 y0 中减去 3 得到。(x,y)=[(2,-1), (7,-4), (12,-7), ..., (-3,2), ...]. 

4x+2y=1 没有整数解,因为无论整数怎么取,左边都是偶数,而右边始终是奇数。

9x+12y=4 没有整数解,因为左边能被 3 整除,而右边不能。

一般来说,求解给定的丢番图方程可能需要专门的计算机代码。


三角形数和六边形数由以下公式生成:

  • 三角形数 -  Tt=t(t+1)/2   1, 3, 6, 10, 15, ...
  • 六边形数 - Hh=h(2h−1)    1, 6, 15, 28, 45, ...

我们可以看到,T1=H1, T3=H2,T5=H3。

什么时候一个六边形数会等于一个三角形数?

 

我们先假设 t 是偶数,因此设 t=2t0。

于是,我们需要求解:
2t0(2t0+1)/2 = h(2h-1) => 展开括号
2t02+t0 = 2h2-h => 
h+t0 = 2h2 - 2t02 = 2(h+t0)*(h-t0) => 两边相除
1 = 2(h-t0) =>
0.5 = h-t0
这个方程没有整数解。
所以,t 必须是奇数。

现在假设 t = 2t1-1。因此,我们需要求解:
(2t1-1)*(2t1)/2 = h*(2h-1) => 展开括号
t1*(2t1-1) = h*(2h-1) => t1 = h。

所以,t = 2t1-1 = 2h-1 => T2h-1=Hh。

这就是最终答案。

亲手试试

这节课没有代码挑战。

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