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中国古代数学有着辉煌的成就，今天大小吴将为大家介绍在中国数学史上非常著名的中国剩余定理。

1 韩信点兵问题

这个问题首先要从一个叫做“韩信点兵”的故事说起。

秦末时期，楚汉相争，汉初三杰之一的韩信有一次带1500名兵士打仗，战死四五百人。为了统计剩余士兵的个数，韩信令士兵3人一排，多出2人；5人一排，多出4人；7人一排，多出6人。韩信据此很快说出人数：1049人。汉军本来就十分信服韩信大将军，经此之后就更加相信韩信是“天神下凡，神机妙算"，于是士气大振，鼓声喧天，在接下来的战役中汉军步步紧逼，楚军乱作一团，大败而逃。韩信由此名扬天下，被后世誉为“兵仙“，“神帅”。

那么韩信是如何快速算出士兵人数的呢？韩信点兵问题可以用现代数学语言描述如下：若士兵人数是，则有除以3余2，除以5余4，除以7余6

我们也可以用同余式来表示这个问题：

我们发现，若将，则可以同时被3、5、7整除，即

所以一定是3、5、7的最小公倍数的整数倍，由于3、5、7两两互素，则

所以

即

其中是正整数，当时

这样，韩信就计算出了剩余士兵的人数。

2 孙子算经与物不知数问题

实际上，这类问题就是在求解初等数论中的同余方程组。在数学史上韩信点兵问题也被称为物不知数问题，最早记载于一千多年前的《孙子算经》中：

“

今有物不知其数，三三数之剩二，五五数之剩三，七七数之剩二，问物几何？

转化为现代数学语言，即解整数满足的同余式

这个问题和上文所说的韩信点兵问题类似，但是，它不具备上一个问题那么好的性质，因为无论使加上或减去一个数，都无法同时被3、5、7整除。那么，这个问题该如何解决呢？

宋朝数学家秦九韶于1247年《数书九章》卷一、二《大衍类》对“物不知数”问题做出了完整系统的解答。明朝数学家程大位将解法编成易于上口的《孙子歌诀》：

“

三人同行七十稀，五树梅花廿一支（二十一），七子团圆正半月，除百零五使得知。

这首诗的意思是：将除以3得到的余数乘以70，将除以5得到的余数乘以21，将除以7得到的余数乘以15，全部加起来后除以105得到的余数就是答案。

根据这个算法，可得：

因此物不知数问题的最小正整数解即为，事实上，23确实满足除以3余2，除以5余3，除以7余2，这个问题的通解为

其中是自然数。

3 中国剩余定理

对于这个问题，如果是一般情况，该如何处理呢？例如，有同余式：

我们把这个问题分解成三个同余式方程组

那么初始问题就有最小正整数解

因此只要能找到满足条件的即可。以为例，由同余式可得，

因此

所以存在使得

因此

其中的存在性可以证明，因为有如下定理：

“

若，则必然存在使得

对于这个定理的证明，可以考虑集合中的最小正整数，只要证明这个最小正整数就是1即可。

考虑其中最小的正整数，，只需证明且，由于互素，所以只能为1

这件事可以用反证法证明：若不能整除，则必有

因此

因此余数也可以表示成一个整数乘以加上另一个整数乘以的形式，又因为是小于的，这就和最开始的假设是最小的正整数相矛盾了，因此必有

因此存在性得证。

事实上这样的不仅存在，而且也比较好寻找，其中70就是既能被5、7同时整除又能除以3余1的最小正整数，所以，同理可得，，因此这类问题就有了通解：

原来上面的古诗中出现的70、21、15这三个数是这么来的！

一般来讲，给定个不同的素数，则同余方程组

一定是有解的，求解这个问题只需构造基础解系:

因此有

因为都是素数，因此的存在性是显然的。

求解上述问题的过程与方法就称为“中国剩余定理”，又称为“孙子定理”。

中国剩余定理的传播最早在1852年由英国来华传教士伟烈亚力将《孙子算经》中“物不知数”问题的解法传至欧洲。1874年，英国数学家马西森指出此法符合1801年由高斯得出的关于同余式解法的一般性定理，因而西方称之为“中国剩余定理”，成为了初等数论中非常重要的一个定理。

鬼谷算

我国汉代有位大将，名叫韩信。他每次集合部队，只要求部下先后按l～3、1～5、1～7报数，然后再报告一下各队每次报数的余数，他就知道到了多少人。他的这种巧妙算法，人们称为鬼谷算，也叫隔墙算，或称为韩信点兵，外国人还称它为“中国剩余定理”。到了明代，数学家程大位用诗歌概括了这一算法，他写道：

三人同行七十稀，五树梅花廿一枝，

七子团圆月正半，除百零五便得知。

这首诗的意思是：用3除所得的余数乘上70，加上用5除所得余数乘以21，再加上用7除所得的余数乘上15，结果大于105就减去105的倍数，这样就知道所求的数了。

比如，一篮鸡蛋，三个三个地数余1，五个五个地数余2，七个七个地数余3，篮子里有鸡蛋一定是52个。算式是：

1×70＋2×21＋3×15＝157

157－105＝52（个）

请你根据这一算法计算下面的题目。

新华小学订了若干张《中国少年报》，如果三张三张地数，余数为1张；五张五张地数，余数为2张；七张七张地数，余数为2张。新华小学订了多少张《中国少年报》呢？

中国古代重要的数学著作有：

1、《九章算术》九卷，是现存最早的中国古代数学著作之一，《算经十书》中最重要的一种。其作者已不可考。《九章算术》内容丰富，题材广泛，共九章，分为二百四十六题二百零二术，不但是汉代重要的数学著作，在中国和世界数学史上也占有重要的地位。

2、《周髀算经》也简称《周髀》，是中国古代一本数学专业书籍。《周髀算经》是中国历史上最早的一部天文历算著作，也是中国流传至今最早的数学著作，是后世数学的源头。

3、《缉古算经》，原名《缉古算术》，初唐数学家王孝通著于武德九年〔626年〕前所著。后被列入算经十书，改名为《缉古算经》。

《缉古算经》一书在中国数学史上有重要影响，王孝通在书中将几何问题代数化，在世界上首次系统地创立三次多项式方程，对代数学的发展，有重要意义。

4、《张邱建算经》上、中、下三卷，北魏数学家张邱建著。隋刘孝孙细草。唐朝时被李淳风定为《算经十书》之一。清朝乾隆年间，将张邱建算经的北宋刊本收入《四库全书》子部六，共一百条。

5、《海岛算经》是三国时代魏国数学家刘徽所著的测量学著作，原为《刘徽九章算术注》第九卷勾股章内容的延续和发展，名为《九章重差图》。《海岛算经》“使中国测量学达到登峰造极的地步”，使“中国在数学测量学的成就，超越西方约一千年”（美国数学家弗兰克·斯委特兹语）。

如下 《周髀算经》是中国现存最早的一部数学典籍,成书时间大约在两汉之间 (纪元之后)也有史家认为它的出现更早,是孕于周而成于西汉,甚至更有人说它出现在纪元前1000年

《九章算术》约成书于公元纪元前后,它系统地总结了我国从先秦到西汉中期的数学成就该书作者已无从查考,只知道西汉著名数学家张苍、耿寿昌等人曾经对它进行过增订删补全书分做九章,一共搜集了246个数学问题,按解题的方法和应用的范围分为九大类,每一大类作为一章

南北朝是中国古代数学的蓬勃发展时期,计有《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》等算学著作问世

》、《海岛算经》等10部数学著作所以当时的数学教育制度对继承古代数学经典是有积极意义的

公元600年,隋代刘焯在制订《皇极历》时,在世界上最早提出了等间距二次内插公式；唐代僧一行在其《大衍历》中将其发展为不等间距二次内插公式

贾宪在《黄帝九章算法细草》中提出开任意高次幂的“增乘开方法”,同样的方法至1819年才由英国人霍纳发现；贾宪的二项式定理系数表与17世纪欧洲出现的“巴斯加三角”是类似的遗憾的是贾宪的《黄帝九章算法细草》书稿已佚

秦九韶是南宋时期杰出的数学家1247年,他在《数书九章》中将“增乘开方法”加以推广,论述了高次方程的数值解法,并且例举20多个取材于实践的高次方程的解法（最高为十次方程）16世纪意大利人菲尔洛才提出三次方程的解法另外,秦九韶还对一次同余式理论进行过研究

李冶于1248年发表《测圆海镜》,该书是首部系统论述“天元术”（一元高次方程）的著作,在数学史上具有里程碑意义尤其难得的是,在此书的序言中,李冶公开批判轻视科学实践活动,将数学贬为“贱技”、“玩物”等长期存在的士风谬论

公元1261年,南宋杨辉（生卒年代不详）在《详解九章算法》中用“垛积术”求出几类高阶等差级数之和公元1274年他在《乘除通变本末》中还叙述了“九归捷法”,介绍了筹算乘除的各种运算法公元1280年,元代王恂、郭守敬等制订《授时历》时,列出了三次差的内插公式郭守敬还运用几何方法求出相当于现在球面三角的两个公式

“周自相乘，以高乘之，十二而之”出自《九章算术》

您说的应该是“周自相乘，以高乘之，十二而之”吧。《九章算术》中记载的圆柱体积的计算方法是“周自相乘，以高乘之，十二而一”，也就是底面周长的平方乘高，再除以12。

《九章算术》（TheNineChaptersontheMathematicalArt）是《算经十书》中最重要的一部著作。《九章算术》内容十分丰富，全书总结了战国、秦、汉时期的数学成就。它是一本综合性的历史著作，是当时世界上最简练有效的应用数学，它的出现标志中国古代数学形成了完整的体系。