《孙子算经》为什么会成为韩信点兵的依据?
《孙子算经》是中国古代的一本数学名著,成书于公元4世纪,作者已经不详。全书共3卷。该著作之所以有名,是因为有一个著名的问题:物不知其数。这个问题后来发展成现代数论中的一个著名定理:剩余定理。
大凡著名的军事家都是精通数学的。我国汉代开国功臣韩信就精通数学。著名的“韩信点兵”的故事中所述的韩信点兵的方法,就是韩信对《孙子算经》中的知识灵活运用的结果。
一日,韩信到前沿检阅一队士兵。这队士兵人数众多,无法一一点清,况且兵贵神速,时间是军队的生命,不能迟迟不决。韩信立即令队伍整队,排成每列5人的纵队,最后多余1人;接着又令改成6人一列的纵队,最后多余5人;接着又变换队形,变成7人的纵队,最后多余4人;最后,下令排成每列11人的纵队,最后多余10人。操练完毕,韩信不仅了解了这队士兵的军事素质,而且全队士兵的人数也在不知不觉中了如指掌了。
难道韩信真的有神机妙算的本领吗?
韩信神机妙算的本领来源于《孙子算经》。
我国古代《算经十书》中的《孙子算经》中有一道题,与韩信点兵的方法相同,这道题是这样的:
有物不知其数,三个一数余2,五个一数余3,七个一数余2,问该数总数几何?
这个问题的解法在书中有详细的阐述,人们把这类问题称为“中国剩余定理”或“孙子定理”。
韩信按照“孙子定理”进行了这样的分析:
首先,求5、6、7、11的最小公倍数:
M=5×6×7×11=2310
求得M对于每个因数的商数:
a1=2310/5=462
a2=2310/6=385
a3=2310/7=330
a4=2310/11=210
以各自的商数为基础,求得余为1的情况:
3×462/5=1386/5=277……余1
385/6=64……余1
330/7=47……余1
210/11=10……余1
再以实际上各项的余数代进去,得到:
X0=1×3×462+5×385+4×330+10×210=6731
由此,6731是符合题意的各项余数的,但这并不是最小的解。因为2310能被各项都整除,所以要减去2310的倍数。
X1=6731-2×2310=2111
2111为最小的解。但由于这是解不定方程,所以有无数的解,其通解的形式应该为:
X2=2111+2310K(其中K=0,1,2, …)