丢番图的幂问题

2020-12-28  本文已影响0人  大龙10

《图灵的秘密:他的生平、思想及论文解读》
作者:[美]佩措尔德
译者:杨卫东,朱皓
出版社:人民邮电出版社
出版时间:2013-11

一、丢番图的幂问题

将一个已知数拆分成为两个立方体的体积,并且这两个立方体的边之和等于另一个已知数。
具体例子:已知数为370,边长之和是10。

  将这个问题用图表示后可见,他需要处理两个不同边长的立方体。现代代数学家可以将这两个立方体的边标记为x和y:


  这两条边加起来为10。这两个立方体的体积之和(x3和y3)是370。我们现在写下两个等式:

x+y=10 \\ x^3+y^3=370

由第一个等式得出,y等于(10-x),将其代入第二个等式:

x^3 +(10-x)^3=370 \\ x^3 +(1000+30x^2-300x-x^3 )=370 \\ 30x^2-300x+630=0 \\ x^2-10x+21=0 \\ (x-7)(x-3)=0

  因此两个边的长度分别为7和3。的确,这两个边加起来等于10,它们的立方(343和27)和等于370。

二、丢番图的解法

  丢番图并不像你我这样解决这个问题,他确实不会。尽管丢番图的问题经常涉及多个未知数,但是他的记号只允许他表达一个未知数。他用了一个巧妙的方法弥补了这一点。他没有将两个立方体的边长标记为x和y,而是标记为(5+x)和(5-x)。这两个边长可以用一个未知数x表示,并且加起来确实等于10。接下来,他就可以将这两条边进行立方运算,相加后等于370:

(5+x)^3 +(5-x)^3=370 \\ 30x^2+250=370\\ x^2=4

  即x=2。因为两条边是(5+x)和(5-x),所以这两条边是7和3。

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