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《趣味代数学》“出乎意料”的解

 循天园 2022-04-26

我们解方程时常会得出一些令人费解的答案,比如下面的几个例子。

例1 某个两位数,它个位上的数字比十位上的数字大4,用十位和个位上的数字互换后得到的新两位数减去这个两位数本身,差是27,求这个两位数。

我们设这个两位数十位上的数字为x,个位上的数字为y,根据题意列出方程组:

将方程组中的第一个方程代入第二个方程,得到:

简化可得:36=27。

这个结果让人有点摸不着头脑,不仅没有求出未知数的值,还出现了根本不相等的两个数,这是怎么回事呢?

其实得出这样的结果,说明这道题没有解。也就是说,符合题意的两位数根本不存在,我们列出的两个方程组也是自相矛盾的。

换一种解法也能得出同样的结果:把第一个方程两边分别乘以9,可得到:

把第二个方程化简后可得:

同一个方程,不可能既等于36,又等于27,因为36≠27,可见本题无解。

下面这个方程组也属于这一种类型:

用第一个方程除以第二个方程,可以得到:xy=2。这就出现矛盾了,因为第二个方程明明是xy=4,这里又有xy=2,换言之就是4=2,这显然并不可能成立,所以根本不存在可以满足这个方程组的数。

这些无解的方程组被称为“互不相容”方程组。

例2 还是上面这道题,只要稍加改变,就会是另外的情形了:个位上的数比十位上的数大3,而不再是4,其他的条件不变,那么这个两位数是什么呢?

这次我们只设一个未知数,设十位上的数是x,显然,个位上的数字是x+3,根据题目中的描述,可得出方程式:

将这个方程式的左边化简,可得:27=27。

这里的未知数又没有了,但等式分明是成立的,这种情况是否仍旧意味着本题无解呢?答案是否定的。本题不仅有解,而且无论x的值是多少,都能满足题目的要求,也就是说,我们列的这个方程是恒等式。

如果你对此仍旧感觉到疑惑,我们可以举一些例子来证明一下:

14+27=4147+27=7425+27=52

58+27=8536+27=6369+27=96

这回你相信了吧?任何一个个位上的数比十位上的数大3的两位数,都是符合本题要求的。

例3 有一个三位数,它个位上的数比百位上的数大4,十位上的数是7,把这个三位数首尾数字互换得到的新的三位数,比这个三位数本身大396,请你求出这个三位数。

我们假设交换前个位上的数是x,根据题意可列出方程式:

将这个方程式化简可得:396=396。你当然知道这意味着什么——任意一个个位上的数比百位上的数大4的三位数都符合本题的要求。

我们分析的这些题事实上都是人为制造出来的,并不切合实际。这些题目的作用在于锻炼大家列方程与解方程的能力,显然它们的目的达到了,下面我们就从不同的领域找些实例来看看吧!(俄.别莱利曼)

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