Question Number 46592 by Tawa1 last updated on 29/Oct/18
$$\mathrm{Find}\:\mathrm{a}\:\mathrm{solution}\:\mathrm{to}:\:\:\:\mathrm{7x}\:+\:\mathrm{5y}\:+\:\mathrm{15z}\:+\:\mathrm{12w}\:=\:\mathrm{149} \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 29/Oct/18
$$\mathrm{No}\:\mathrm{general}\:\mathrm{solution}\:\mathrm{sir} \\ $$
Answered by MrW3 last updated on 30/Oct/18
$$\mathrm{7}{x}+\mathrm{5}{y}+\mathrm{15}{z}+\mathrm{12}{w}=\mathrm{149} \\ $$$${with}\:{x},{y},{z},{w}\in\mathbb{Z} \\ $$$${gcd}\left(\mathrm{7},\mathrm{5},\mathrm{15},\mathrm{12}\right)=\mathrm{1}\:{which}\:{divides}\:\mathrm{149}, \\ $$$$\Rightarrow{solution}\:{exists}. \\ $$$$ \\ $$$${the}\:{original}\:{eqn}.\:{can}\:{be}\:{formed}\:{into}: \\ $$$$\mathrm{7}{x}+\mathrm{5}\left({y}+\mathrm{3}{z}\right)+\mathrm{12}{w}=\mathrm{149} \\ $$$${or} \\ $$$${y}+\mathrm{3}{z}={u}\:\:\:\:…\left({iii}\right) \\ $$$$\mathrm{7}{x}+\mathrm{5}{u}={v}\:\:\:\:\:…\left({ii}\right) \\ $$$${v}+\mathrm{12}{w}=\mathrm{149}\:\:\:\:…\left({i}\right) \\ $$$$ \\ $$$${eqn}.\:\left({i}\right): \\ $$$${v}=\mathrm{5}\:{and}\:{w}=\mathrm{12}\:{is}\:{a}\:{particular}\:{solution}, \\ $$$$\Rightarrow{v}=\mathrm{5}+\mathrm{12}{m} \\ $$$$\Rightarrow{w}=\mathrm{12}−{m} \\ $$$$ \\ $$$${eqn}.\:\left({ii}\right): \\ $$$$\mathrm{7}{x}+\mathrm{5}{u}=\mathrm{1}\:{has}\:{a}\:{particular}\:{solution} \\ $$$${x}=\mathrm{3},\:{u}=−\mathrm{4} \\ $$$${its}\:{general}\:{solution}\:{is} \\ $$$${x}=\mathrm{3}+\mathrm{5}{i},\:{u}=−\mathrm{4}−\mathrm{7}{i} \\ $$$${the}\:{general}\:{solution}\:{for} \\ $$$$\mathrm{7}{x}+\mathrm{5}{u}={v}\:{is}\:{then} \\ $$$${x}=\left(\mathrm{3}+\mathrm{5}{i}\right){v}=\left(\mathrm{3}+\mathrm{5}{i}\right)\left(\mathrm{5}+\mathrm{12}{m}\right)=\mathrm{15}+\mathrm{36}{m}+\mathrm{5}{i}\left(\mathrm{5}+\mathrm{12}{m}\right)=\mathrm{15}+\mathrm{36}{m}+\mathrm{5}{n} \\ $$$${u}=\left(−\mathrm{4}−\mathrm{7}{i}\right){v}=\left(−\mathrm{4}−\mathrm{7}{i}\right)\left(\mathrm{5}+\mathrm{12}{m}\right)=−\mathrm{20}−\mathrm{48}{m}−\mathrm{7}{i}\left(\mathrm{5}+\mathrm{12}{m}\right)=−\mathrm{20}−\mathrm{48}{m}−\mathrm{7}{n} \\ $$$$ \\ $$$${eqn}.\:\left({i}\right): \\ $$$${y}+\mathrm{3}{z}=\mathrm{1}\:{has}\:{a}\:{particular}\:{solution} \\ $$$${y}=−\mathrm{2},\:{z}=\mathrm{1} \\ $$$${its}\:{general}\:{solution}\:{is} \\ $$$${y}=−\mathrm{2}+\mathrm{3}{j},\:{z}=\mathrm{1}−{j} \\ $$$${the}\:{general}\:{solution}\:{for} \\ $$$${y}+\mathrm{3}{z}={u}\:{is}\:{then} \\ $$$${y}=\left(−\mathrm{2}+\mathrm{3}{j}\right){u}=\left(−\mathrm{2}+\mathrm{3}{j}\right)\left(−\mathrm{20}−\mathrm{48}{m}−\mathrm{7}{n}\right)=\mathrm{40}+\mathrm{96}{m}+\mathrm{14}{n}+\mathrm{3}{j}\left(−\mathrm{20}−\mathrm{48}{m}−\mathrm{7}{n}\right)=\mathrm{40}+\mathrm{96}{m}+\mathrm{14}{n}+\mathrm{3}{k} \\ $$$${z}=\left(\mathrm{1}−{j}\right){u}=\left(\mathrm{1}−{j}\right)\left(−\mathrm{20}−\mathrm{48}{m}−\mathrm{7}{n}\right)=−\mathrm{20}−\mathrm{48}{m}−\mathrm{7}{n}−{j}\left(−\mathrm{20}−\mathrm{48}{m}−\mathrm{7}{n}\right)=−\mathrm{20}−\mathrm{48}{m}−\mathrm{7}{n}−{k} \\ $$$$ \\ $$$$\Rightarrow\begin{cases}{{x}=\mathrm{15}+\mathrm{36}{m}+\mathrm{5}{n}}\\{{y}=\mathrm{40}+\mathrm{96}{m}+\mathrm{14}{n}+\mathrm{3}{k}}\\{{z}=−\mathrm{20}−\mathrm{48}{m}−\mathrm{7}{n}−{k}}\\{{w}=\mathrm{12}−{m}}\end{cases} \\ $$$${with}\:{m},{n},{k}\:\in\:\mathbb{Z} \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 29/Oct/18
$$\mathrm{God}\:\mathrm{bless}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir}. \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 30/Oct/18
$$\mathrm{Please}\:\mathrm{sir},\:\:\mathrm{i}\:\mathrm{don}'\mathrm{t}\:\mathrm{get}: \\ $$$$\:\:\:\:\mathrm{x}\:=\:\left(\mathrm{3}\:+\:\mathrm{5i}\right)\:\:\mathrm{how}\:\mathrm{you}\:\mathrm{got}\:\mathrm{it}\:\:\:\:\:\:\:\:\left(\mathrm{3}\:+\:\mathrm{5i}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\mathrm{u}\:=\:\left(−\:\mathrm{4}\:−\:\mathrm{7i}\right)\:\:\mathrm{how}\:\mathrm{you}\:\mathrm{got}\:\mathrm{it}\:\:\:\:\:\:\:\:\left(−\:\mathrm{4}\:−\:\mathrm{7i}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\mathrm{y}\:=\:\left(−\:\mathrm{2}\:+\:\mathrm{3j}\right)\:\:\mathrm{how}\:\mathrm{you}\:\mathrm{got}\:\mathrm{it}\:\:\:\:\:\:\:\:\left(−\:\mathrm{2}\:+\:\mathrm{3j}\right) \\ $$$$\:\:\:\:\mathrm{z}\:=\:\left(\mathrm{1}\:−\:\mathrm{j}\right)\:\:\mathrm{how}\:\mathrm{you}\:\mathrm{got}\:\mathrm{it}\:\:\:\:\:\:\:\:\left(\mathrm{1}\:−\:\mathrm{j}\right) \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{I}\:\mathrm{found}\:\mathrm{those}\:\mathrm{steps}\:\mathrm{difficult}\:\mathrm{to}\:\mathrm{understand}\:\mathrm{sir}. \\ $$$$\:\:\:\:\mathrm{I}\:\mathrm{will}\:\mathrm{be}\:\mathrm{happy}\:\mathrm{if}\:\mathrm{you}\:\mathrm{can}\:\mathrm{break}\:\mathrm{it}\:\mathrm{down}\:\mathrm{sir}.\: \\ $$$$\mathrm{Thanks}\:\mathrm{for}\:\mathrm{every}\:\mathrm{time}.\:\:\mathrm{God}\:\mathrm{bless}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir}. \\ $$
Commented by MrW3 last updated on 30/Oct/18
$${what}\:{I}\:{can}\:{explain}\:{is}\:{explained}\:{in}\:{Q}\mathrm{46157}. \\ $$$${besides}\:{I}\:{have}\:{put}\:{more}\:{steps}\:{into} \\ $$$${my}\:{working}\:{above}. \\ $$$${Or}\:{do}\:{you}\:{mean}\:{you}\:{just}\:{have}\:{generally} \\ $$$${problem}\:{to}\:{find}\:{a}\:{particular}\:{solution} \\ $$$${for}\:{each}\:{of}\:{the}\:{equations}? \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 30/Oct/18
$$\mathrm{Wow},\:\mathrm{i}\:\mathrm{understand}\:\mathrm{better}\:\mathrm{now}\:\mathrm{with}\:\mathrm{the}\:\mathrm{steps}\:\mathrm{you}\:\mathrm{add}\:\mathrm{in}\:\mathrm{your}\: \\ $$$$\mathrm{solution},\:\:\mathrm{God}\:\mathrm{bless}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir} \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 30/Oct/18
$$\mathrm{from}\:\mathrm{equation}\:\left(\mathrm{ii}\right)\:\mathrm{sir}.\:\mathrm{you}\:\mathrm{type}\:\mathrm{mistake}\:\mathrm{but}\:\mathrm{corrected}\:\mathrm{it}\:\mathrm{in}\:\mathrm{next}\:\mathrm{line} \\ $$$$\mathrm{x}\:=\:\mathrm{3}\:+\:\mathrm{5i},\:\mathrm{u}\:=\:−\:\mathrm{4}\:−\:\mathrm{7i}. \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{But}\:\mathrm{sir},\:\:\mathrm{why}\:\mathrm{from}\:\:\mathrm{u}\:=\:\left(−\:\mathrm{4}\:−\:\mathrm{7i}\right)\mathrm{v}\:\:=\:\:…….\:=\:\:−\:\mathrm{20}\:−\:\mathrm{48m}\:−\:\mathrm{7i}\left(\mathrm{5}\:+\:\mathrm{12m}\right) \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{Now},\:\:\:\:\:−\:\mathrm{7i}\left(\mathrm{5}\:+\:\mathrm{12m}\right)\:\:\mathrm{becomes}\:\:\:\:\mathrm{7n}.\:\:\:\:\mathrm{Reason}\:\mathrm{sir}. \\ $$
Commented by MrW3 last updated on 30/Oct/18
$$\mathrm{i}\left(\mathrm{5}\:+\:\mathrm{12m}\right)\:{is}\:{an}\:{integer}\:{which}\:{can}\:{be} \\ $$$${notated}\:{as}\:{n}\:{or}\:{what}\:{ever}\:{you}\:{like}. \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 30/Oct/18
$$\mathrm{God}\:\mathrm{bless}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir}.\:\:\mathrm{I}\:\mathrm{understand}\:\mathrm{everything}\:\mathrm{now}.\:\: \\ $$
Commented by MrW3 last updated on 31/Oct/18
$${nice}\:{to}\:{know}\:{this}\:{sir}! \\ $$$${just}\:{as}\:{an}\:{exercise}\:{please}\:{try} \\ $$$$\mathrm{133}{x}+\mathrm{65}{y}−\mathrm{211}{z}+\mathrm{47}{w}=\mathrm{93} \\ $$
Commented by MrW3 last updated on 31/Oct/18
$${I}\:{have}\:{put}\:{some}\:{large}\:{numbers}\:{such}\:{that} \\ $$$${a}\:{particular}\:{solution}\:{can}\:{not}\:{be}\:{found} \\ $$$${obviously}. \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 31/Oct/18
$$\mathrm{133x}\:+\:\mathrm{65y}\:+\:\mathrm{47w}\:−\:\mathrm{211z}\:=\:\mathrm{93} \\ $$$$\mathrm{133x}\:+\:\mathrm{65y}\:=\:\mathrm{u}\:\:\:\:\:\:\:……\:\mathrm{i} \\ $$$$\mathrm{47w}\:−\:\mathrm{211z}\:=\:\mathrm{v}\:\:\:\:\:…..\:\mathrm{ii} \\ $$$$\mathrm{u}\:+\:\mathrm{v}\:=\:\mathrm{93}\:\:\:\:\:\:\:…….\:\mathrm{iii} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{From}\:\left(\mathrm{iii}\right) \\ $$$$\mathrm{u}\:+\:\mathrm{v}\:=\:\mathrm{93} \\ $$$$\mathrm{u}\:=\:\mathrm{1}\:+\:\mathrm{m},\:\:\:\:\mathrm{v}\:=\:\mathrm{92}\:−\:\mathrm{m} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{from}\:\:\left(\mathrm{ii}\right) \\ $$$$\mathrm{47w}\:−\:\mathrm{211z}\:=\:\mathrm{v}\:\:\:\:\:…..\:\mathrm{ii} \\ $$$$\mathrm{w}\:=\:\mathrm{828}\:−\:\mathrm{9m}\:−\:\mathrm{211n} \\ $$$$\mathrm{z}\:=\:\mathrm{184}\:−\:\mathrm{2m}\:−\:\mathrm{47n} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{from}\:\:\left(\mathrm{i}\right) \\ $$$$\mathrm{133x}\:+\:\mathrm{65y}\:=\:\mathrm{u}\:\:\:\:\:\:\:……\:\mathrm{i} \\ $$$$\mathrm{x}\:=\:\mathrm{22}\:+\:\mathrm{22m}\:+\:\mathrm{65k} \\ $$$$\mathrm{y}\:=\:−\:\mathrm{45}\:−\:\mathrm{45m}\:−\:\mathrm{133k} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{Now} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{x}\:=\:\mathrm{22}\:+\:\mathrm{22m}\:+\:\mathrm{65k} \\ $$$$\mathrm{y}\:=\:−\:\mathrm{45}\:−\:\mathrm{45m}\:−\:\mathrm{133k} \\ $$$$\mathrm{z}\:=\:\mathrm{184}\:−\:\mathrm{2m}\:−\:\mathrm{47n} \\ $$$$\mathrm{w}\:=\:\mathrm{828}\:−\:\mathrm{9m}\:−\:\mathrm{211n} \\ $$$$ \\ $$
Commented by MrW3 last updated on 31/Oct/18
$${very}\:{good}! \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 31/Oct/18
$$\mathrm{God}\:\mathrm{bless}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir} \\ $$
Answered by MJS last updated on 29/Oct/18
$$\mathrm{7}{x}+\mathrm{5}{y}+\mathrm{3}\left(\mathrm{5}{z}+\mathrm{4}{w}\right)=\mathrm{149} \\ $$$$\mathrm{5}{z}+\mathrm{4}{w}={v} \\ $$$$\mathrm{7}{x}+\mathrm{5}{y}+\mathrm{3}{v}=\mathrm{149} \\ $$$$\mathrm{put}\:{x}={k} \\ $$$$\mathrm{5}{y}=\mathrm{149}−\mathrm{7}{k}−\mathrm{3}{v} \\ $$$$\mathrm{put}\:{v}={ak}+{b}\:\Rightarrow\:\mathrm{5}{y}=\left(\mathrm{149}−\mathrm{3}{b}\right)+\left(−\mathrm{7}−\mathrm{3}{a}\right){k} \\ $$$$\mathrm{put}\:{a}=\mathrm{1}\:\Rightarrow\:\mathrm{5}\mid\left(−\mathrm{7}−\mathrm{3}{a}\right){k} \\ $$$$\mathrm{put}\:{b}=−\mathrm{2}\:\Rightarrow\:\mathrm{5}\mid\left(\mathrm{149}−\mathrm{3}{b}\right) \\ $$$${v}={k}−\mathrm{2} \\ $$$$\Rightarrow\:{y}=\mathrm{31}−\mathrm{2}{k} \\ $$$$\mathrm{5}{z}+\mathrm{4}{w}={k}−\mathrm{2} \\ $$$$\mathrm{5}{z}={k}−\mathrm{2}−\mathrm{4}{w} \\ $$$$\mathrm{put}\:{w}={ak}+{b}\:\Rightarrow\:\mathrm{5}{z}=\left(−\mathrm{2}−\mathrm{4}{b}\right)+\left(\mathrm{1}−\mathrm{4}{a}\right){k} \\ $$$$\mathrm{put}\:{a}=−\mathrm{1}\:\Rightarrow\:\mathrm{5}\mid\left(\mathrm{1}−\mathrm{4}{a}\right){k} \\ $$$$\mathrm{put}\:{b}=\mathrm{2}\:\Rightarrow\:\mathrm{5}\mid\left(−\mathrm{2}−\mathrm{4}{b}\right) \\ $$$${w}=−{k}+\mathrm{2} \\ $$$${z}={k}−\mathrm{2} \\ $$$$\mathrm{test} \\ $$$$\mathrm{7}{k}+\mathrm{5}\left(\mathrm{31}−\mathrm{2}{k}\right)+\mathrm{15}\left({k}−\mathrm{2}\right)+\mathrm{12}\left(−{k}+\mathrm{2}\right)= \\ $$$$=\mathrm{7}{k}+\mathrm{155}−\mathrm{10}{k}+\mathrm{15}{k}−\mathrm{30}−\mathrm{12}{k}+\mathrm{24}= \\ $$$$=\mathrm{149} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{general}\:\mathrm{solution} \\ $$$${x}={k} \\ $$$${y}=\mathrm{31}−\mathrm{2}{k} \\ $$$${z}={k}−\mathrm{2} \\ $$$${w}=−{k}+\mathrm{2} \\ $$
Commented by MrW3 last updated on 29/Oct/18
$${thank}\:{you}\:{sir}! \\ $$$${but}\:{I}\:{think}\:{what}\:{you}\:{got}\:{represents}\:{only} \\ $$$${a}\:{part}\:{of}\:{all}\:{possible}\:{solutions}.\:{as}\:{a} \\ $$$${general}\:{solution}\:{it}\:{should}\:{represent} \\ $$$${all}\:{possible}\:{solutions}.\: \\ $$$${For}\:{example}, \\ $$$${x}=\mathrm{92},\:{y}=\mathrm{243},\:{z}=−\mathrm{122},{w}=\mathrm{10} \\ $$$${is}\:{a}\:{solution},\:{but}\:{it}\:{doesn}'{t}\:{match}\:{with} \\ $$$${the}\:{solution}\:{scheme}\:{you}\:{gave}. \\ $$$${I}\:{think}\:{for}\:{an}\:{equation}\:{with}\:\mathrm{4}\:{unknowns} \\ $$$${we}\:{need}\:{three}\:{parameters}\:{to}\:{describe} \\ $$$${the}\:{general}\:{solution}. \\ $$
Commented by MJS last updated on 29/Oct/18
$$\mathrm{you}'\mathrm{re}\:\mathrm{right}.\:\mathrm{this}\:\mathrm{was}\:\mathrm{my}\:\mathrm{first}\:\mathrm{attempt}\:\mathrm{to} \\ $$$$\mathrm{solve}\:\mathrm{an}\:\mathrm{equation}\:\mathrm{like}\:\mathrm{this}.\:\mathrm{now}\:\mathrm{I}\:\mathrm{think}\:\mathrm{we}\:\mathrm{can} \\ $$$$\mathrm{freely}\:\mathrm{choose}\:\mathrm{2}\:\mathrm{variables}\:\mathrm{because}\:\mathrm{the}\:\mathrm{other} \\ $$$$\mathrm{2}\:\left(\mathrm{if}\:\mathrm{factors}\:\mathrm{are}\:\mathrm{coprime}\right)\:\mathrm{will}\:\mathrm{do}\:\mathrm{all}\:\mathrm{the}\:\mathrm{work} \\ $$$$\mathrm{for}\:\mathrm{us} \\ $$$$\mathrm{in}\:\mathrm{this}\:\mathrm{case}\:\mathrm{choose}\:{z}\:\mathrm{and}\:{w}\:\mathrm{then}\:\mathrm{it}'\mathrm{s}\:\mathrm{always} \\ $$$$\mathrm{possible}\:\mathrm{to}\:\mathrm{find}\:\mathrm{a}\:\mathrm{matching}\:\mathrm{pair}\:\left({x},\:{y}\right) \\ $$
Commented by MrW3 last updated on 29/Oct/18
$${thanks}\:{for}\:{reviewing}\:{sir}! \\ $$
Commented by MJS last updated on 29/Oct/18
$$…\mathrm{in}\:\mathrm{this}\:\mathrm{case} \\ $$$$\mathrm{2}{a}+\mathrm{3}{b}+\mathrm{5}{c}+\mathrm{7}{d}=\mathrm{11} \\ $$$$\mathrm{we}\:\mathrm{can}\:\mathrm{choose}\:\mathrm{one}\:\mathrm{of}\:\mathrm{these}\:\mathrm{pairs} \\ $$$${a}/{b},\:{a}/{c},\:{a}/{d},\:{b}/{c},\:{b}/{d},\:{c}/{d} \\ $$$$\mathrm{in}\:\mathrm{the}\:\mathrm{given}\:\mathrm{case}\:\mathrm{we}\:\mathrm{have} \\ $$$$\mathrm{7}{x}+\mathrm{5}{y}+\mathrm{15}{z}+\mathrm{12}{w} \\ $$$$\mathrm{we}\:\mathrm{can}\:\mathrm{only}\:\mathrm{choose}\:\mathrm{these} \\ $$$${x}/{z},\:{y}/{z},\:{y}/{w},\:{z}/{w} \\ $$$$\mathrm{does}\:\mathrm{this}\:\mathrm{change}\:\mathrm{the}\:\mathrm{number}\:\mathrm{of}\:\mathrm{parameters}? \\ $$$$\mathrm{I}'\mathrm{m}\:\mathrm{a}\:\mathrm{bit}\:\mathrm{confused}… \\ $$
Commented by Tawa1 last updated on 29/Oct/18
$$\mathrm{God}\:\mathrm{bless}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir} \\ $$