Диофант и неопределенные уравнения

Содержание

Слайд 2

При выполнении работы были поставлены следующие задачи: расширить свой кругозор знаний

При выполнении работы были поставлены следующие задачи:
расширить свой кругозор знаний

по математике;
рассмотреть некоторые методы решения неопределенных уравнений;
показать практическое применение неопределенных уравнений.
Слайд 3

Прах Диофанта гробница покоит: дивись ей – и камень Мудрым искусством

Прах Диофанта гробница покоит: дивись ей – и камень
Мудрым искусством его

скажет усопшего век.
Волей богов шестую часть жизни он прожил ребенком
И половину шестой встретил с пушком на щеках.
Только минула седьмая, с подругою он обручился.
С нею пять лет проведя, сына дождался мудрец.
Только полжизни отцовской возлюбленный сын его
прожил.
Отнят он был у отца ранней могилой своей.
Дважды два года родитель оплакивал тяжкое горе.
Тут и увидел предел жизни печальной своей.
Слайд 4

Пусть Диофант прожил x лет. Составим и решим уравнение: Умножим уравнение

Пусть Диофант прожил x лет. Составим и решим уравнение:

Умножим уравнение

на 84, чтобы избавиться от дробей:
Слайд 5

Неопределенные уравнения первой степени 1.) ax + by = с 2.)

Неопределенные уравнения первой степени

1.) ax + by = с

2.) ax

+ by + cz = d
Слайд 6

Метод перебора Метод «спуска» Неопределенные уравнения первой степени вида ax + by = c

Метод перебора

Метод «спуска»

Неопределенные уравнения первой степени вида ax + by =

c
Слайд 7

Метод перебора Рассмотрим и решим уравнение: 4,5х+6у=57 Нужно найти все натуральные

Метод перебора Рассмотрим и решим уравнение: 4,5х+6у=57 Нужно найти все натуральные значения переменных х

и у

Решение. Помножим обе части уравнения на 2, чтобы избавиться от дробных чисел, получим:
9х+12у=114
Выразим у через х:
У= 114 – 9х
12
Далее воспользуемся методом перебора
(учитывая, что х и у - натуральные):

Слайд 8

Таким образом, подставляя вместо х числа, удовлетворяющие равенству, получили некоторые значения у .

Таким образом, подставляя вместо х числа, удовлетворяющие равенству, получили некоторые

значения у .
Слайд 9

Метод спуска 1) Если свободный член с неопределенного уравнения ax +

Метод спуска

1) Если свободный член с неопределенного уравнения ax + by

= c не делится на НОД (a, b), то уравнение не имеет целых корней.

2) Если коэффициенты a, b являются взаимно простыми числами, то уравнение имеет, по крайней мере, одно целое решение.

Слайд 10

Рассмотрим задачу: Покупатель приобрел в магазине на 21 р. товара. Но

Рассмотрим задачу: Покупатель приобрел в магазине на 21 р. товара. Но у

него в наличии денежные знаки только 5 – рублевого достоинства, а у кассира – 3-рублевого. Требуется знать , можно ли при наличии денег расплатиться с кассиром и как именно?

Решение: x – число 5 - рублевок, y – 3 - рублевок.

Слайд 11

По условию x > 0, y > 0, значит Кроме того,

По условию x > 0, y > 0, значит
Кроме того,

t – четное, иначе ни x, ни y не будут
целыми.
При t = 4, 6, 8, … имеем:

Подставим в у вместо х дробь 3/2t

Слайд 12

Неопределенные уравнения первой степени вида ax + by + cz= d.

Неопределенные уравнения первой степени вида ax + by + cz= d.


Рассмотрим уравнение:
Нужно найти любые целые решения уравнения.

Слайд 13

Решение:

Решение:

Слайд 14

Слайд 15

Придавая z и t целые значения, получим решение исходного уравнения:

Придавая z и t целые значения, получим решение исходного уравнения:

Слайд 16

Неопределенные уравнения второй степени вида x2 + y2 = z2

Неопределенные уравнения второй степени вида x2 + y2 = z2

Слайд 17

Один из путей решения уравнения в целых числах оказался довольно простым.

Один из путей решения уравнения в целых числах оказался довольно простым.

Запишем подряд квадраты натуральных чисел, отделив их друг от друга запятой. Под каждой запятой запишем разность между последовательными квадратами:

1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, 121, 144, 169, 196…
3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19 , 21, 23, 25, 27…

Слайд 18

Сформулируем такую теорему: Каждое нечетное число есть разность двух последовательных квадратов

Сформулируем такую теорему: Каждое нечетное число есть разность двух последовательных квадратов

если

х - нечетное число, то
Слайд 19

Числа, найденные по такому правилу, всегда будут составлять решение интересующего нас

Числа, найденные по такому правилу, всегда будут составлять решение интересующего

нас неопределенного уравнения. Это уравнение будем называть «уравнением Пифагора», а его решения – «пифагоровыми тройками». По этому правилу можно получить уже известные нам тройки: