列方程求年龄
19世纪,英国有个数学家叫狄摩根,曾在逻辑研究方面做出过贡献,活了65岁。生前某一年,有人问他:“你多大年龄啦?”在西方,除非至亲好友,随便问人家年龄是不礼貌的。狄摩根倒没有计较,他想了想,说:“我在公元x2年是x岁。”
狄摩根开的是什么玩笑呢?看到他一本正经的样子,问话的人便认真思考起来:要是设他出生年是公元y年,就有x岁时是公元y+x年,得y+x=x2。
这个方程有两个未知数,是个不定方程,可以根据年龄本身的特点,化成不等式来求解。
狄摩根是19世纪的数学家,又只活了65岁,那他的出生年,就一定在1735年后,在1835年前。
∵1835>y>1735;
∴1835>x2-x>1735。
这样,我们就可以把这个一元二次不等式的左右两边,分别求解,然后再取它们的公共解。
x2-x-1835<0,
分解因式,化简,得:
-42.34<x<43.34
年龄不能是负数,得x<43.34。
x2-x-1735>0,
分解因式,化简,舍去负数,得x>42.16。
于是,公共解是43.34>x>42.16。
考虑到年龄取整数,满足上式的只有x=43(岁)。
因为狄摩根在43岁时是公元432=1849年,所以他是在公元1806年出生、1871年去世的。
列出方程,用不等式寻找狄摩根的年龄相当费事,有点像公安人员在破案了。其实,这个题有一个非常简单的解法,是小学生也能很快给出答案的。
我们很容易算出来,在1700~2000之间,只有三个完全平方数。这就是422=1764、432=1849、442=1936。
要是狄摩根在1764年是42岁,他活到19世纪就有70多岁了,所以不对。要是狄摩根在1936年是44岁,那他是1892年生,19世纪末才8岁,不可能是这个世纪的数学家。所以答案只能是:在1849年时狄摩根43岁。
再来看一个问题:
父亲现在的年龄与儿子现在的年龄加起来是110岁;等到儿子的年龄与父亲现在的年龄相同时,儿子的年龄是孙子现在的年龄的9倍;那时,孙子的年龄比儿子现在的年龄大4岁。请问:孙子现在的年龄多大?
解题时设未知数可以大胆些,不必怕未知数设多了。题里有父亲、儿子、孙子三人,就分别设他们现在的年龄是x、y、z岁。然后,逐句分析题意,列出方程式。
第一句很明确
x+y=110… ①
第二句也清楚,当儿子年龄达到x岁时,就有
x=9z…… ②
两个方程有三个未知数,还需要再列一个方程才好解。不用说,应该在第三句上打主意了。
关键是要找出“那时”孙子的年龄,找到后减去y等于4,就是第三个方程。
“那时”孙子的年龄是多少呢?是现在孙子的年龄z加上若干年。这若干年是多少年呢?就是儿子从现在年龄y活到x岁时的年数,也就是x-y。于是得到
[(x-y)+z]-y=4…… ③
解①②③三元一次方程组,得z=8(岁)。
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