一次不定方程(linear indeterminate equation)亦称线性不定方程,是一类重要的
不定方程,指未知数多于一个的一次方程。设a1, a2,...,an是非零整数,b是整数,称关于未知数x1, x2,...,xn(n≥2)的方程a1x1+a2x2+...+anxn= b是n元一次不定方程。方程a1x1+a2x2+...+anxn= b有整数解的充要条件是(a1, a2,...,an)|b。
一次不定方程简介
设a1, a2,...,an是非零整数,b是整数,称关于未知数x1, x2,...,xn(n≥2)的方程
是n元一次不定方程,或称非零的ai∈Z(i=1,2,…,s),s>1,且n∈Z的方程
是s元一次不定方程。
若存在整数满足方程,则称是方程的解,或说是方程的解。
定理1 方程a1x1+a2x2+...+anxn= b有整数解的充要条件是(a1, a2,...,an)|b。
设ai>0(i=1,2,…,s),(a1,a2,…,as)=1,考虑方程(1')的非负整数解xi≥0(i=1,2,…,s),存在仅与a1,a2,…,as有关的数Fa1,…,as,当n>Fa1,…,as时,方程(1')有非负整数解。令A(n)为其解数,则
求出Fa1,a2,…,as的最佳值 ɡa1,a2,…,as就是
弗罗贝尼乌斯问题。
二元一次不定方程及其求解
设a,b,c是整数,形如ax+by=c的方程是二元一次不定方程。
定理2 设a,b,c是整数,方程ax+by=c若有解(x0,y0),则它的一切解具有的形式,其中。
定理1和定理2说明了解二元一次不定方程的歩骤:
(1)判断方程是否有解,即(a,b)|c是否成立;
(2)利用
辗转相除法求出x0,y0,使得ax0+by0=(a,b);
(3)写出方程ax+by=c的解,其中。
多元一次不定方程及其求解
定理3 设a1, a2,...,an,b是整数,再设(a1, a2,...,an-1) = dn-1,(a1, a2,...,an)=dn,则是方程(1)的解的
充分必要条件是存在整数t,使得是方程组
的解。
定理3说明了求解n元一次不定方程的方法:先解方程组中的第二个方程,再解方程组中的第一个方程,于是,解n元一次不定方程就化为解n-1元一次不定方程,重复这个过)程,最终归结为求解二元一次不定方程。
记(a1, a2) = d2,(d2,a3) = d3,...,(dn-2,an-1) =dn-1,(dn-1,an) = dn。
逐个地解方程
并且消去中间变量就可以得到方程的解。