设 $m$ 是 $4x+3y+2z=2009$ 的正整数解的个数,而 $n$ 是 $4x+3y+2z=2000$ 的正整数解的个数,求 $m-n$ 除以1000的余数.
【难度】
【出处】
2009年第27届美国数学邀请赛Ⅱ(AIMEⅡ)
【标注】
【答案】
0
【解析】
若 $\left( a b c \right)$ 是方程 $4x+3y+2z=2000$ 的非负整数解,则 $\left(a+1 b+1 c+1 \right)$ 是方程 $4x+3y+2z=2009$ 的正整数解.相反,若 $\left( a b c \right)$ 是方程知 $4x+3y+2z=2009$ 的正整数解,则 $\left(a-1 b-1 c-1 \right)$ 是方程 $4x+3y+2z=2000$ 的非负整数解.于是,存在方程 $4x+3y+2z=2000$ 的非负整数解与方程 $4x+3y+2z=2009$ 的正整数解之间的一一对应:因此,$m-n$ 相当于方程 $4x+3y+2z=2000$ 在 $xy=0$ 的情况下的非负整数解的个数.
当 $x=0$ 时有 $3y=2\left(100-z \right)$,故 $z$ 应等于3的倍数加上1,且 $z\leqslant 1000$.容易知 $z$ 可以取1,4,7…,1000共334个值.同理,可分别求得当 $y=0$ 和 $z\leqslant 1000$ 时.分别有501和167组解.注意到 $(0,0,100)$ 和 $(500,0,0)$ 分别被计算了两次,故方程 $4x+3y+2z=2000$ 在 $xyz=0$ 的情况下的解非负整数解的个数为 $334+501+167-2=1000$.从而所求的结果为0.
点评用计算机可以分别求得 $m=83834$,$n=82834$.
当 $x=0$ 时有 $3y=2\left(100-z \right)$,故 $z$ 应等于3的倍数加上1,且 $z\leqslant 1000$.容易知 $z$ 可以取1,4,7…,1000共334个值.同理,可分别求得当 $y=0$ 和 $z\leqslant 1000$ 时.分别有501和167组解.注意到 $(0,0,100)$ 和 $(500,0,0)$ 分别被计算了两次,故方程 $4x+3y+2z=2000$ 在 $xyz=0$ 的情况下的解非负整数解的个数为 $334+501+167-2=1000$.从而所求的结果为0.
点评用计算机可以分别求得 $m=83834$,$n=82834$.
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