唐僧现有一个魔法袋以及相等数量的包子和馒头,每次把包子、馒头放入魔法袋以后念咒语,包子会变成2倍,馒头会变成3倍。
首先唐僧将所有的包子和馒头放入魔法袋中念咒语后取出,分一部分给孙悟空(包子、馒头至少各1个);再将剩下的所有包子、馒头放入魔法袋中念咒语后取出,分一部分给猪八戒;再将剩下的所有包子、馒头放入魔法袋中念咒语,所有包子、馒头都给了沙和尚。
结果是分给三个徒弟的包子一样多,馒头也一样多。
问:每个徒弟至少各得多少个包子?

解析

假设每个人的包子数为 a, 馒头数为 b。

我们倒推:

  1. 沙僧:最后一次魔法袋变出的全给他。
    设放入前包子 pp、馒头 mm,变后为 2p2p3m3m,全给沙僧。
    所以 2p=a2p = a(每人包子数),3m=b3m = b(每人馒头数)
    p=a/2p = a/2m=b/3m = b/3,所以 aa 是偶数,bb 是 3 的倍数。

  2. 八戒:第二次变出后,他拿 aa 个包子、bb 个馒头,剩下 p,mp, m 给第三次。
    设第二次变前包子 p2p_2、馒头 m2m_2,变后为 2p22p_23m23m_2
    八戒拿完后剩 p,mp, m
    2p2a=p=a/22p2=3a2p2=3a42p_2 - a = p = a/2 \quad\Rightarrow\quad 2p_2 = \frac{3a}{2} \quad\Rightarrow\quad p_2 = \frac{3a}{4}
    3m2b=m=b/33m2=4b3m2=4b93m_2 - b = m = b/3 \quad\Rightarrow\quad 3m_2 = \frac{4b}{3} \quad\Rightarrow\quad m_2 = \frac{4b}{9}
    所以 aa 是 4 的倍数,bb 是 9 的倍数。

  3. 悟空:第一次变前包子馒头相等,设都为 xx
    变后为 2x2x 包子、3x3x 馒头,悟空拿 aa 个包子、bb 个馒头,剩 p2,m2p_2, m_2 给第二次:
    2xa=p2=3a42x=7a4x=7a82x - a = p_2 = \frac{3a}{4} \quad\Rightarrow\quad 2x = \frac{7a}{4} \quad\Rightarrow\quad x = \frac{7a}{8}
    3xb=m2=4b93x=13b9x=13b273x - b = m_2 = \frac{4b}{9} \quad\Rightarrow\quad 3x = \frac{13b}{9} \quad\Rightarrow\quad x = \frac{13b}{27}
    所以:
    7a8=13b27189a=104b\frac{7a}{8} = \frac{13b}{27} \quad\Rightarrow\quad 189a = 104b
    求最小正整数解:a=104a = 104b=189b = 189