在日常生活中,数学问题常常以看似简单的方式出现,却蕴含着深刻的逻辑与推理。今天我们要解决的问题就是:一堆糖,平均分给四个人多三块,平均分给五或六个人缺一块,这堆糖到底有多少?
这个问题看似普通,但其实是一个典型的“同余问题”,需要我们通过分析条件,找出符合所有要求的最小正整数解。
一、理解题意
我们来逐句拆解题目:
1. “平均分给四个人多三块”
这意味着如果把糖分给4个人,每人分得相同数量后,还剩下3块。换句话说,糖的总数除以4,余数是3。
2. “平均分给五个人缺一块”
如果分给5个人,每人分得相同数量后,还差1块才能平均分配。也就是说,总数除以5,余数是4(因为5-1=4)。
3. “平均分给六个人缺一块”
同理,分给6个人时也缺1块,所以总数除以6,余数是5。
二、用数学表达式表示
我们可以将这些条件转化为以下三个同余方程:
- $ x \equiv 3 \pmod{4} $
- $ x \equiv 4 \pmod{5} $
- $ x \equiv 5 \pmod{6} $
三、寻找满足条件的最小正整数
我们可以使用中国剩余定理(CRT)来求解这个同余方程组,或者尝试直接枚举法找出最小的解。
方法一:枚举法
我们从第一个条件开始,列出满足 $ x \equiv 3 \pmod{4} $ 的数:
$$
7, 11, 15, 19, 23, 27, 31, 35, 39, 43, 47, 51, 55, 59, 63, 67, 71, 75, 79, 83, 87, 91, 95, 99, 103, 107, ...
$$
然后检查这些数是否也满足其他两个条件:
- 检查是否满足 $ x \equiv 4 \pmod{5} $:
- 7 → 7%5=2 ❌
- 11 → 11%5=1 ❌
- 15 → 15%5=0 ❌
- 19 → 19%5=4 ✅
- 继续验证19是否满足第三个条件 $ x \equiv 5 \pmod{6} $:
- 19%6=1 ❌
继续下一个符合条件的数:
- 23 → 23%5=3 ❌
- 27 → 27%5=2 ❌
- 31 → 31%5=1 ❌
- 35 → 35%5=0 ❌
- 39 → 39%5=4 ✅,再看39%6=3 ❌
- 43 → 43%5=3 ❌
- 47 → 47%5=2 ❌
- 51 → 51%5=1 ❌
- 55 → 55%5=0 ❌
- 59 → 59%5=4 ✅,再看59%6=5 ✅
✅ 找到一个符合条件的数:59
四、验证答案是否正确
- 59 ÷ 4 = 14 余3 ✅
- 59 ÷ 5 = 11 余4 ✅
- 59 ÷ 6 = 9 余5 ✅
全部满足!
五、总结
通过一步步的分析和验证,我们找到了这堆糖的最小数量是 59块。当然,如果题目没有限制“最小”,那么答案可以是59加上4、5、6的最小公倍数的任意倍数,比如119、179、239……但通常在实际问题中,我们关注的是最小的正整数解。
所以,答案是:这堆糖最少有59块。