2017-11-28

2).韩信点兵法在数学方面的分析

              我们先讲一个引人入胜的传说:活说当年,楚汉相争,刘邦有大将韩信,常言道:韩信用兵,多多益善。为什么?因为韩信有数学思想和方法,兵再多,他也了如指掌。一次他点兵,人数大约在2000人左右,他下令士兵按7人、11人、13人分组布阵,然后分别把不够分组的人数报上来,结果按7人布阵多3人;按11人布阵多4人;按13人布阵多8人。韩信很快知道士兵总人数是1984人。这是为什么?下面我们用数学来分析他的方法:

    i)设x为士兵数目,则x三3(mod7);x三4(mod11);x三8(mod13).如果我们找一个数x’与x有相同的余数,则(x’-x)一定是7x11x13的倍数.因此x=x’-k·(7x11x13) (k为整数),最接近人数2000的那个x就是答案。

  ii)设x1、x2、x3分别是以(1、0、0),(0、1、0),(0、0、1)为余数集且小于7x11x13=1001的解.令x1=y1·143;x2=y2·91;x3=y3·77。若x1三1(mod7),则143y1=(140y1+3y1)三1(mod7),即3y1三1(mod7).所以取y1=5得x1=5x143=715.

  同样,91=(88+3),91三3三1(mod11),所以取y2=4,得x2=364;77=65+12,77三12三1(mod13),所以取y3=12,得x3=924.

iii)然后由分配律可直接得r1·x1+r2·x2+r3·x3的余数集是(r1、r2、r3),其中O<=r1<7,O<=r2<11,O<=r3<13,在上述韩信点兵例子中(r1、r2、r3)=(3、4、8)

所以x’=r1·715+r2·364+r3·924=3X715+4X364+8X924=2145+1456+7392=10993

  x=x’-KX1001=1984(K取9)

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