确定方程 x1+x2+x3+x4=20 满足1≤x1≤6 0≤x2≤7 4≤x3≤8 2≤x4≤6的整数解个数。

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确定方程

  x1+x2+x3+x4=20

  满足1≤x1≤6,0≤x2≤7,4≤x3≤8,2≤x4≤6的整数解个数。

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答案解析

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  • 作变量代换
       y1=x1-1  y2=x2  y3=x3-4  y4=x4-2
       则方程变为
       y1+y2+y3+y4=13
       且满足0≤y1≤5,0≤y2≤7,0≤y3≤4,0≤y4≤4。
       设变换后的方程的非负整数解集合为S,则
       
       设P1为性质y1≥6,P2为性质y2≥8,P3为性质y3≥5,P4为性质y4≥5,令Ai为S中满足性质Pi(i=1,2,3,4)的集合,则问题归结为求。可求得
       |A1|=120  |A2|=56  |A3|=165  |A4|=165
       |A1∩A2|=0  |A1∩A3|=|A1∩A4|=10
       |A2∩A3|=|A2∩A4|=1  |A3∩A4|=20
       而A1,A2,A3,A4任意3个和3个以上的交集是空集,故
       =560-(120+56+165+165)+(10+10+1+1+20)=96