父亲有一头牛,后来要老死了,留个遗嘱「孩子分一半」。半头牛怎么分?邻居牵来一头,孩子把自己家牛领走了,邻居领走自己的牛,皆大欢喜,皆大欢喜。
这不是纯粹的“数学题”,如果说对解题者有什么帮助的话,那应该是“修正规则以适应现实”
题目中给出的条件:17头牛,二分之一,三分之一,九分之一,是精确的量化条件,并没有解释的空间。
1/2 +1/3 + 1/9=17/18,很明显,三个人不能分割全部遗产。
且分到的牛不是整数。
在分析讨论的过程中,对出题人产生质疑,并得出结论:
于是,修改已知条件为:家中有18头牛,17头是自己的,一头是别人的,要还。
此时,再以18为“单位1”去计算数量,达到出题人的要求。
题主的问题:老头留下17头牛,遗嘱分给老大1/2,老二1/3,老三1/9,怎么分? 这道题的解法是好心人借给他们1头牛,变成18头牛,二分之一是9头,三分之一是6头,九分之一是2头,加起来刚好17头多的那头再还给好心人。
题主的困惑:填上一头牛,是什么原理?
为了避免歧义,这里严谨的重写一下遗嘱!老头有财产17头牛,把总财产的一半留给大儿子,总财产的1/3留给二儿子,总财产的1/9留给小儿子。
如果你刚刚学习分数运算,在小学奥数题看到了类似的问题,为了避免误导,请直接跳到最后去看。或者如果你觉得遗嘱的含义不是这样的,也请先跳到最后。
老头的财产是S(总共是离散的17头牛),他本来不想让三个儿子分完整个S的, 他还想给自己留一点 安排后事,剩下的给三个儿子按照比例(9:6:2)分掉。但是问题是他留给自己的不够一头牛的份, 儿子无法操作,除非把牛宰了不然无法准确地留下小于一头牛的份额。
实践中,儿子们本应得到的遗产是 头牛,留给老头 头牛。为了不杀掉牛,他们修改分配方案,当然得保证他们仨的比例不变,考虑把老头自留的份额扩大或者缩小。(毕竟老头满不满意不要紧,他们仨的彼此利益不能受损)
设他们获得的牛是9x,6x,2x,老头剩下的 y,那么整数方程
这里得要求,9x,6x,2x,y都是非负整数,易验证只有解(x=1,y=0),(x=0,y=17),后一个解这意味着根本没有继承财产,所以不考虑。
所以要求不杀牛,而且保持比例,各自得到整个的牛,他们只能瓜分老头的0.944头牛,把老头的份额减少为0。
最后的结果是三个儿子各得到9, 6, 2头牛,老头什么也没有。(但是老头本应有将近一头牛的剩余量)
, , ,
不去看这个好心人的故事,本质上说,从不能分牛到可以分牛的矛盾,就是隐含着修改了遗嘱,三个儿子把老头的剩余量瓜分了。为什么我们不容易一眼看出来这种修改呢?因为老头的遗嘱并没有显式地声明自己的剩余量。我们容易忽略这部分的存在,这也给三个儿子的操作留下空间,他们神不知鬼不觉地分掉了老头的剩余量,而且看上去很体面。
如果没有好心人,三个儿子还是可以各自牵走9, 6, 2头牛,刚好17头不多不少。但是旁观者就很容易发现问题, 大儿子明显多拿了嘛,同理三个儿子都是多拿的。显得三个儿子贪财,有歪心思。
有了好心人借牛换牛的操作,这个过程就变得复杂了,也让三个儿子变得更体面了!所以我有理由相信,好心人不好心,是三个儿子拉来的演员,演一场狸猫换太子的好戏。
最后的那头牛A是个复杂的牛,作为实体,它分给老头的时候, 份是老头应得的, 份是老头借的债。(三个儿子分别借债 份,四方一共借了1份)。悄悄地,三个儿子把自己的债推给了老头,自己成没事人了。这头牛A变成他们四方债务的集合体,然后牛A被还给了好心人。
这么一轮骚操作完成了不法侵占,三个儿子和老头共同借了一头牛,最后却只用老头的一头牛抵了债!然后老头的份额就不知不觉地消失了(我们本来也没意识到老头份额的存在)。
这个方程如果不要求 y 是非负整数,只要求9x,6x,2x是非负整数的话,还有很多解嘛!比如说,按照 这组解,三个儿子可以达成协议,大儿子分得9x = 18头牛,二儿子分得6x = 12头牛,三儿子分得2x = 4头牛,现有17头牛已经可以交货(9,6,2),老头还欠他们17头牛 !
我们也可以据此编个故事呀:
有一个好心人借了他们19头牛,他们现在有 头牛 ,大儿子牵走了 头,二儿子牵走了 头,三儿子牵走了 头,刚刚好嘛三个儿子欢欢喜喜地走了。剩下 头。那好心人的债怎么办?先把剩下的2头还给他,好心人的17头牛欠账记在老头账上,老头欠好心人的,和三个儿子无关。(这三个儿子分牛很体面,也很坑爹嘛!)
基本问题
老头有遗产总量S头牛。
出让比例 ,自留比例 。
给 t 个儿子的遗产,各自占遗产总量的比例是 。
其中 ,
现在存在 ,使得 ,这样直接分会遇到麻烦,怎么分牛呢?
为了好心人偷天换日的合理性,需要满足:
1,
2,
儿子们总可以找一个神奇的好心人,借得 头牛。(这是个正整数)
现在老头和儿子们拥有总量 头牛,一起欠债 头牛。
儿子们各自分得 头牛,(是个整数没毛病)
老头分得剩下的 头牛,(是个整数而且刚好等于债务)
然后悄悄地转移债务,用老头分得的牛还给了好心人,神不知鬼不觉地侵占了老头的财产。
最后从纯数字的角度,给出一种构造的方法。(充要条件在前面的模型就给出了,但是不太好用,接下来的都不是必要条件。以下的字母都代表正整数)
1,任取一组数 (互素的话就更无脑了,2,3自动满足)
2,要求 lcm是取最小公倍数(这对于随机的一组数大概率是成立的,构造时候不用太在意,检验即可)
3,最好还要存在 使得 。
那么可以给出一张有机可乘的分牛遗嘱了:
老头共有牛 头。
t 个儿子每个人分 也就是几分之一的牛。
但是第 个儿子直接分不了,
对应也有好心人方案:
向好心人借 头牛,现在的总量 对每个儿子都是可分的,每人得到 头牛。剩余的恰 头牛被还给好心人了。
嘿嘿,这里对构造分析了这么一大堆,总有意想不到的小收获:我找到了比题目更小的一种构造。
原题目实际上是选了数组 ,得到遗产牛 头,借牛 头。
但是还可以给出数组 ,让数据更小一点。遗产牛 头,三个儿子各分得 的遗产,直接分不可行。好心人借牛 头,三个儿子分 头,剩余3头还回去,完美。
更新:
昨天下午写的回答,今天上午这个问题居然上热搜了,哈哈哈哈,谢谢诸位捧场!
从机智的评论区得到了如果只有两个儿子时候的最小构造:两头牛,老头让每个人分得 ,儿子们鸡贼地借了一头牛,然后一人分一头牵走,剩下一头还回去。
可能解释的时候用这个例子更好,最直观地反映了问题,同时数据最小容易思考。
评论区反映这个遗嘱的解释可能产生误导,误人子弟就不好了嘛,所以特地补充说明:
这道题的关键在遗嘱的表述:
以上讨论的遗嘱是:老头有财产17头牛,把总财产的一半留给大儿子,总财产的1/3留给二儿子,总财产的1/9留给小儿子。
你的奥赛题中可能的遗嘱是:老头有财产17头牛,把财产按照 的比例分给三个儿子。
这两个问题是完全不一样的。
如果是占总财产的比例,那么就是我们上面一直探讨的问题,借牛分牛本质就是贪污老头的剩余财产。
如果是相互之间的比例, 那么通分可知等于9:6:2 ,那么分牛的操作是完全正确的!(这也是小学奥赛题的考点,比例的含义,通分化简)
这么久了,我回来给我的另一个回答引流了
希望这个 回答也可以给您带来更多有趣的思考。
@立党 翻车了翻车了
哪就“中国古人”了?
虽然这道题确实就是脑筋急转弯,并不是数学题……
但这跟中国古人有个毛线关系啊……
已经有人考证过了:
“中国古人”塔尔塔利亚?
“中国古人”斐波那契?
“中国古人”哈里发阿里·本·阿比·塔利卜?
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