Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Онлайн расчеты

  Все выпуски  

Онлайн расчеты Система диофантовых уравнений. Новогодний выпуск


Добрый день, уважаемые подписчики!

Поздравляю Вас с наступающим  Новым 2020 Годом!

Пожелания Вам и Вашим близким самые наилучшие и теплые.

Здоровья и тепла в сердцах!

Хорошего настроения и великих свершений!

В этой рассылке, я Вам расскажу как я бы решал систему диофантовых уравнений, если бы меня спросили.

Возможно, Вам этот алгоритм придется по душе и Вы сможете его применять в своих расчетах. 

Сайт калькулятора https://abakbot.com/online-16/diofsys

Пусть Нам надо решить систему из двух диофантовых уравнений

система диофантовых уравнений

Мы этот пример взяли по причине, что в интернете его решали и для него вывели общее решение. Так что есть с чем сравнивать.

1. Находим общее решения первого уравнения из заданной системы. Например пусть будет такое

8 14 20 -19 -30 -44 -1 1 0

общее решение системы

Как проверим что это верное равенство? Да просто умножим вектор коэффициентов первого уравнения на полученную матрицу

Результат умножения

Как видим ответ совпадает со свободным членом первого уравнения.

2. Теперь, раз мы нашли общее решение первого уравнения, давайте его подставим во второе.

То есть в уравнение 70a-31b+9c=9  подставим наши значения

общее решение системы

Можно руками подставлять и сокращать подобное, но в матричном исчислении  мы лишь умножаем вектор {70,-31,9} на нашу матрицу.

Результат умножения

То есть мы получили уравнение

1140m+1919p+2764=0

Но, обратите внимание, что во втором уравнении свободный член равен не нулю, а девяти.

То есть мы  переписываем

1140m+1919p+2764=9

Переносим свободные члены в правую часть и получаем классическое диофантовое уравнение, которое можем решать легко.

1140m+1919p=-2755

Общее решение такое

Переменная M

Переменная P

3. А теперь делаем обратное преобразование.

То есть 

вот в эту систему общее решение системы

мы вместо неизвестных подставляем найденные m и p.

В матричном исчислении это решается так:

Убираем из матрицы Матрица решений последний столбец. Это свободные члены и они нам пока мешаются.

получили

Матрица решений

Умножаем эту матрицу на  матрицу созданную из этих уравнений

Переменная M

Переменная P

матрица диофантового уравнения

получаем

Результат умножения

Последняя колонка это свободные члены,  прибавим к ней ту колонку которую убирали в начале этого пункта

то есть  к вектору {-22 36 -11} прибавляем {20 -44 0}

Получаем систему

Результат умножения

А следовательно общее решение системы двух диофантовых уравнений

приобретает вид

общее решение системы

Проверим, правильно ли посчитали

Для первого уравнения 

 

Результат умножения

Для второго

Результат умножения

Как видим значения свободных членов совпадают с значениями в правой части уравнений, а следовательно мы получили  общее решение.

Но радоваться рано, несмотря на то, что мы получили общее решение, мы получаем не все возможные значения.

Почему? Да потому что вектор {-608 -2261 -3059} имеет НОД =19

и фактически наше общее решение имеет вид

общее решение системы диофантовой

 Так как числа в скобках должны быть целыми, то обозначим их t  и наше, уже точно окончательное общее решение системы двух диофантовых уравнений имеет вид

общее решение системы диофантовой

 


В избранное