可以简化为,1995有多少个大于1的奇约数,1995就有多少种表示为两个或两个以上连续自然数之和的方法.
1995=3×5×7×19,共有15个大于1的奇约数,所以本题的答案是15种. 一般地,我们有下面的结论:
若自然数N有k个大于1的奇约数,则N共有k种表示为两个或两个以上连续自然数之和的方法.
知道了有多少种表示方法后,很自然就会想到,如何找出这些不同的表示方法呢?从上面的结论可以看出,每一个大于1的奇约数对应一种表示方法,我们就从1995的大于1的奇约数开始. 1995的大于1的奇约数有:
3,5,7,15,19,21,35,57,95,105,133,285,399,665,1995. 例如,对于奇约数35,由(*)式,得:3990=35×114,
因为114>35,所以 k=35,2a+k-1=114,解得a=40. 推知35对应的表示方法是首项为40的连续35个自然数之和,即:1995=40+41+42+…+73+74.
再如,对于奇约数399,由(*)式,得3990=399×10
因为399>10,所以k=10,2a+k-1=399,解得a=195. 推知399对应的表示方法是首项为195的连续10个自然数之和,即:1995=195+196+197+…+204. 对于1995的15个大于1的奇约数,依次利用(*)式,即可求出15种不同的表示方法.
练习4
1.将210拆成7个自然数的和,使这7个数从小到大排成一行后,相邻两个数的差都是5. 第1个数与第6个数分别是几?
2.将135个人分成若干个小组,要求任意两个组的人数都不同,则至多可以分成多少组?
3.把19分成几个自然数(可以相同)的和,再求出这些数的乘积,并且要使得到的乘积尽可能大,最大乘积是多少?
4.把1999分拆成两个自然数的和,当不考虑加数的顺序时,一共有多少种不同的分拆方法?求出这两个自然数的积,要使这个积最大,应将1999如何分拆?
5.把456表示成若干个连续自然数的和. 要求写出所有的表达式(如9可以有两种表达形式:9=4+5=2+3+4).
6.几个连续自然数相加,和能等于2000吗?如果能,有几种不同的答案?写出这些答案. 如果不能,说明理由.
7.把70分拆成11个不同自然数的和,这样的分拆方式一共有多少种?将不同的表示方法列举出来.
8.有一把长为13厘米的直尺,在上面刻几条刻度线,使得这把尺子能一次量出1到13厘米的所有整厘米的长度. 问:至少要刻几条线?要刻在哪些位置上?
练习4答案
1.15,40. 解:这7个数中第4个数是中间数,它是这7个数的平均数,即210÷7=30. 因为相邻 2数的差都是 5,所以这7个数是15,20,25,30,35,40,45. 故第1个数是15,第6个数是40. 2.15组.
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解:因为要求任意两个组的人数不相等,且分得的组要尽可能地多,所以,要使每个组分得的人数尽可能地少.
由于1+2+3+4+…+14+15=120,所以将 135人分成每组人数不等的15个组后还余15人. 剩下的15人不能再组成一个或几个新的小组,否则就会出现两个或两个以上的组的人数相等的情况. 因此,应将剩下的15人安插在已分好的15个组之中,所以至多可以分成15个组. 这15个组各组人数可以有多种情况,例如,分别是 2,3,4,5,6,…,14,15,16人. 3.972. 解:要使乘积尽可能大,把19分成的几个自然数中,3要尽量多且不能有1,所以应把19分成5个3及1个4的和. 最大乘积为3×4=972. 4.有999种方法,分成999+1000时积最大.
5.提示:456有三个大于1的奇约数3,19,57. 利用例12的方法可得:对于3,有k=3,a=151;对19,有k=19,a=15;对于57,有k=16,a=21. 所以456有如下三种分拆方法: 456=151+152+153 =21+22+23+…+39 =15+16+17+…+33. 6.能.
提示:与例12类似,2000=24×53,有三个大于1的奇约数5,25,125. 对于5,有k=5,a=398;对于25,有k=25,a=68;对于125,有k=32, a=47. 所以2000共有如下三种分拆方法: 2000=398+399+400+401+402 =68+69+70+…+91+92 =47+48+49+…+77+78. 7.5种.
解:1+2+3+…+11=66,现在要将4分配到适当的加数上,使其和等于70,又要使这11个加数互不相等.
先将4分别加在后4个加数上,得到4种分拆方法: 70=1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+15 =1+2+3+4+5+6+7+8+9+14+11 =1+2+3+4+5+6+7+8+13+10+11 =1+2+3+4+5+6+7+12+9+10+11.
再将4拆成1+3,把1和3放在适当的位置上,仅有1种新方法: 1+2+3+4+5+6+7+8+9+13+12.
再将4拆成1+1+2或1+1+1+1+1或2+2,分别加在不同的位置上,都得不出新的分拆方法,故这样的分拆方法一共有5种.
8.至少要刻4条线,例如刻在1,4,5,11厘米处,便可一次量出1到13厘米的所有整厘米的长度. 这是因为由1,4,5,11,13这5个数以及它们之间任意2个的差能够得到1到13这13个整数,见下列各式: 5-4=1, 13-11=2, 4-1=3, 11-5=6, 11-4=7, 13-5=8, 13-4=9, 11-1=10, 13-1=12. 下面我们来证明,只有3个刻度是不够的. 如果只刻了3条线,刻在a厘米、b厘米、 c厘米处(0<a<b<c<13),那么 a,b,C,13两两之差(大减小),
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只有至多6个不同的数:13-a,13-b,13-c,c-a,c-b,b-a,再加上a,b,c,13这4个数,至多有10个不同的数,不可能得到1到13这13个不同的整数来. 顺便说明一下,刻法不是唯一的. 例如我们也可以刻在1厘米、2厘米、6厘米、10厘米这4个位置上.
初一数学竞赛讲座
第5讲 与年号有关的竞赛题
在数学竞赛中,常可以看到某些题目中出现了当年的年号,这类题我们称之为“年号题”. 这类题趣味性强,时间性强,引起了参加竞赛的少年朋友很大的兴趣.
“年号题”一般可分成两类,一类是题目的条件中出现了当年的年号,另一类是题目答案中出现了当年的年号. 下面我们分别举例说明这两类问题的解法. 一、题目条件中出现年号的问题
1.题目在编制和解答中巧妙地运用了该年年号的数字特征,如年号数值的质因数分解式、是否质数、它的数的整除性等等.
例1 将19到80的两位数顺次排成数A=19202122…7980. 问:这个数A能否被1980整除?
解:由于1980=99×20,因此要考察A能否被1980整除,只需要考察A能否被99和20整除就行了. 能被20整除是显然的. 因为99除100的任何次方所得的余数都是1,所以A=19×10061+20×10060+…+79×100+80
除以99的余数与B=19+20+…+79+80=99×31除以99的余数相同. 因为99|B,所以99|A. 于是A能被1980整除.
例2 用S(n)表示自然数n的各位数字之和,又n+S(n)=1999,求自然数n.
11x+2y=89.
注意到x是奇数且x,y都是一位整数,不难求得x=7,y=6,从而n=1976. 例3 在3×3的九宫格中,填上 9个不同的自然数,使得每行三数相乘,每列三数相乘所得的6个乘积都等于P. 试确定P能取1996,1997, 1998,1999,2000,2001这6个数中的哪些值.
解:所填的9个数应为P的9个不同约数,又P不能填入九宫格内,故P的不同约数的个数应不小于10. 1996=2×499,有6个约数;
1997和1999是质数,各有2个约数;1998=2×3×37,有16个约数; 2000=2×5,有20个约数;2001=3×2×29,有8个约数.
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3
4
3
3
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显然P不能取1996,1997,1999和2001. 当P=1998和2000时,有下图的填法(填法不唯一),故P可取1998和2000.
例4 有1999块边长为1的正方块,求满足下述条件的有盖箱子的尺寸: (1)长、宽、高均大于1;
(2)将正方块放入箱子中时,能合上盖子,并且使空隙最小; (3)在保证(1)(2)的前提下,使箱子的表面积最小.
解:由于1999是质数且2000=24×53,故空隙最小的箱子的体积应是2000. 表面积最小的箱子应是各边长相差尽量小的长方体. 将2000分解成三个尽量接近的三个数的乘积是:2000=10×10×20,
所以表面积最小的箱子的长、宽、高应为10,10,20.
2.题目中的年号数是可以换成任意的自然数n的,它只不过是编制时仅仅用具体的年号数来代替n. 对于这种情况要善于透过表面看本质,做过后要将特殊推广到一般.
1例5若两个不相等的自然数的倒数的和的一半等于,求这两个自然数.
1999 解:设这两个自然数为x,y,且x>y.
比较①②两式,取n=1999,有2x=1999×2000,2y=1999+1, 于是x=1999000,y=1000.
例6 有一张1949×2000的长方形方格纸,方格边长为1. 问:这个长方形的一条对角线穿过多少个方格? 解:由于1949与2000是互质数,故对角线在长方形内不经过任何一个格点. 对角线与纵向的1950条线有1950个交点,与横向的2001条线有2001个交点. 去掉重复计算的对角线两个端点,它与纵横线共有1950+2001-2=3949(个)交点,交点间有3948条线段,即对角线穿过3948个小方格.
1 例7 有两个容器A和B,A中装有1升水,B是空的. 先将容器A中的水的
211倒入容器B,然后将容器B中的水的倒入容器A,再将容器A中的水的倒入
34容器B…如此继续,这样倒了1999次以后,A中还有水多少升?
解:设an和bn分别表示倒了n次以后A中和B中水的升数,显然an+bn=1.
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列表观察如下:
说明:如果求倒了2000次以后,A中还剩多少水,那么可进一步计算如下:
例8 从自然数列1,2,3,4,…中依次划去3的倍数和4的倍数,保留5的倍数(例如15,20都不划去),将剩下的数依次写成数列A1=1,A2=2,A3=5,A4=7,…求A2000.
解:3,4,5的最小公倍数是60,在连续的60个自然数中,3的倍数有60÷3=20(个),4的倍数有60÷4=15(个),12的倍数有60÷12=5(个),15的倍数有60÷15=4(个), 20的倍数有60÷20=3(个),60的倍数有1个.
于是由容斥原理得到,连续60个自然数中,按题设要求划去各数后还剩下 60-(20+15)+(5+4+3)-1=36(个).
2000÷36=55……20. 因为在1~34中可以剩下20个数,所以剩下的第2000个数是A2000=60×55+34=3334. 二、题目答案中出现年号的题
这类问题和一般的数学题没有什么区别,都要运用数字运算的规律和特征,借助逻辑推理求得问题的解决.
例9 将我家门牌号码倒置着看是一个四位数,它比原来的号码大7875,我家门牌号码是多少?
解:倒置后仍有意义的数有0,1,6,8,9. 设门牌号码正着看是
于是门牌号码为1986.
例10 有一个小于2000的四位数,它恰好含有14个因数,其中有一个质因数的末位数字是1,求这个四位数.
解:因为14=2×7,所以这个四位数的质因数分解式为
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