121,122,123,124,125,126。
分析二:如果12个连续自然数中,第1个是2的倍数,第2个是3的倍数,第3个是4的倍数……第12个是13的倍数,那么这12个数就都是合数。
又m+2,m+3,…,m+13是12个连续整数,故只要m是2,3,…,13的公倍数,这12个连续整数就一定都是合数。
解法2:设m为2,3,4,…,13这12个数的最小公倍数。m+2,m+3,m+4,…,m+13分别是2的倍数,3的倍数,4的倍数……13的倍数,因此12个数都是合数。 说明:我们还可以写出
13!+2,13!+3,…,13!+13
(其中n!=1×2×3×…×n)这12个连续合数来。 同样,
(m+1)!+2,(m+1)!+3,…,(m+1)!+m+1是m个连续的合数。 三、归纳法
当我们要解决一个问题的时候,可以先分析这个问题的几种简单的、特殊的情况,从中发现并归纳出一般规律或作出某种猜想,从而找到解决问题的途径。这种从特殊到一般的思维方法称为归纳法。
例10 将100以内的质数从小到大排成一个数字串,依次完成以下5项工作叫做一次操作:
(1)将左边第一个数码移到数字串的最右边; (2)从左到右两位一节组成若干个两位数; (3)划去这些两位数中的合数;
(4)所剩的两位质数中有相同者,保留左边的一个,其余划去; (5)所余的两位质数保持数码次序又组成一个新的数字串。 问:经过1999次操作,所得的数字串是什么? 解:第1次操作得数字串711131131737; 第2次操作得数字串11133173; 第3次操作得数字串111731; 第4次操作得数字串1173; 第5次操作得数字串1731;
第6次操作得数字串7311; 第7次操作得数字串3117; 第8次操作得数字串1173。
不难看出,后面以4次为周期循环,1999=4×499+3,所以第1999次操作所得数字串与第7次相同,是3117。
例11 有100张的一摞卡片,玲玲拿着它们,从最上面的一张开始按如下的顺序进行操作:把最上面的第一张卡片舍去,把下一张卡片放在这一摞卡片的最下面。再把原来的第三张卡片舍去,把下一张卡片放在最下面。反复这样做,直到手中只剩下一张卡片,那么剩下的这张卡片是原来那一摞卡片的第几张?
分析与解:可以从简单的不失题目性质的问题入手,寻找规律。列表如下:
设这一摞卡片的张数为N,观察上表可知:
(1)当N=2a(a=0,1,2,3,…)时,剩下的这张卡片是原来那一摞卡片的最后一张,即第2a张;
(2)当N=2a+m(m<2a)时,剩下的这张卡片是原来那一摞卡片的第2m张。 取N=100,因为100=26+36,2×36=72,所以剩下这张卡片是原来那一摞卡片的第72张。
说明:此题实质上是著名的约瑟夫斯问题:
传说古代有一批人被蛮族俘虏了,敌人命令他们排成圆圈,编上号码1,2,3,…然后把1号杀了,把3号杀了,总之每隔一个人杀一个人,最后剩下一个人,这个人就是约瑟夫斯。如果这批俘虏有111人,那么约瑟夫斯的号码是多少?
例12 要用天平称出1克、2克、3克……40克这些不同的整数克重量,至少要用多少个砝码?这些砝码的重量分别是多少?
分析与解:一般天平两边都可放砝码,我们从最简单的情形开始研究。 (1)称重1克,只能用一个1克的砝码,故1克的一个砝码是必须的。 (2)称重2克,有3种方案: ①增加一个1克的砝码; ②用一个2克的砝码;
③用一个3克的砝码,称重时,把一个1克的砝码放在称重盘内,把3克的砝码放在砝码盘内。从数学角度看,就是利用3-1=2。
(3)称重3克,用上面的②③两个方案,不用再增加砝码,因此方案①淘汰。 (4)称重4克,用上面的方案③,不用再增加砝码,因此方案②也被淘汰。总之,用1克、3克两个砝码就可以称出(3+1)克以内的任意整数克重。 (5)接着思索可以进行一次飞跃,称重5克时可以利用
9-(3+1)=5,
即用一个9克重的砝码放在砝码盘内,1克、3克两个砝码放在称重盘内。这样,可以依次称到1+3+9=13(克)以内的任意整数克重。 而要称14克时,按上述规律增加一个砝码,其重为
14+13=27(克),
可以称到1+3+9+27=40(克)以内的任意整数克重。
总之,砝码的重量为1,3,32,33克时,所用砝码最少,称重最大,这也是本题的答案。
这个结论显然可以推广,当天平两端都可放砝码时,使用1,3,
这是使用砝码最少、称重最大的砝码重量设计方案。
练习1
1.已知某个四位数的十位数字减去1等于其个位数字,个位数字加2等于百位数字,这个四位数的数字反着顺序排列成的数与原数之和等于9878。试求这个四位数。
3.设n是满足下列条件的最小自然数:它们是75的倍数且恰有75个
4.不能写成两个奇合数之和的最大偶数是多少?
5.把1,2,3,4,…,999这999个数均匀排成一个大圆圈,从1开始数:隔过1划掉2,3,隔过4,划掉5,6……这样每隔一个数划掉两个数,转圈划下去。问:最后剩下哪个数?为什么?
6.圆周上放有N枚棋子,如右图所示,B点的一枚棋子紧邻A点的棋子。小洪首先拿走B点处的1枚棋子,然后顺时针每隔1枚拿走2枚棋子,连续转了10周,9次越过A。当将要第10次越过A处棋子取走其它棋子时,小洪发现圆周上余下20多枚棋子。若N是14的倍数,则圆周上还有多少枚棋子?
7.用0,1,2,3,4五个数字组成四位数,每个四位数中均没有重复数字(如
1023,2341),求全体这样的四位数之和。 8.有27个国家参加一次国际会议,每个国家有2名代表。求证:不可能将54位
代表安排在一张圆桌的周围就座,使得任一国的2位代表之间都夹有9个人。
练习1 1.1987。
(a+d)×1000+(b+c)×110+(a+d)= 9878。
比较等式两边,并注意到数字和及其进位的特点,可知
a+d=8,b+c=17。
已知c-1=d,d+2=b,可求得
a=1,b=9,c=8,d=7。
即所求的四位数为1987。
2.1324,1423,2314,2413,3412,共5个。
3.432。
解:为保证n是75的倍数而又尽可能地小,因为75=3×5×5,所以可设n有三个
质因数2,3,5,即n=2α×3β×5γ,其中α≥0,β≥1,γ≥2,并且 (α+1)(β+1)(γ+1)=75。
易知当α=β=4,γ=2时,符合题设条件。此时
4.38。
解:小于38的奇合数是9,15,21,25,27,33。
38不能表示成它们之中任二者之和,而大于38的偶数A,皆可表示为二奇合数之
和:
A末位是0,则A=15+5n, A末位是2,则A=27+5n, A末位是4,则 A=9+5n, A末位是6,则A=21+5n, A末位是8,则A=33+5n,
其中n为大于1的奇数。因此,38即为所求。
5.406。
解:从特殊情况入手,可归纳出:如果是3n个数(n为自然数),那么划1圈剩下3n-1个数,划2圈剩下3n-2个数……划(n-1)圈就剩3个数,再划1圈,最后剩下的还
是起始数1。 36<999<37,从999个数中划掉(999-36=)270个数,剩下的(36=) 729个数,
即可运用上述结论。 因为每次划掉的是2个数,所以划掉270个数必须划135次,这时划掉的第270个数是(135×3=)405,则留下的36个数的起始数为406。所以最后剩下的那个数是
406。 6.23枚。
解:设圆周上余a枚棋子。因为从第9次越过A处拿走2枚棋子到第10次将要越过A处棋子时小洪拿走了2a枚棋子,所以,在第9次将要越过A处棋子时,圆周上有3a枚棋子。依此类推,在第 8次将要越过 A处棋子时,圆周上有32a枚棋子……在第1次将要越过A处棋子时,圆周上有39a枚棋子,在第1次将要越过A处棋子之前,小洪拿走了[2(39a-1+1]枚棋子,所以N=2(39a-1+1+39a=310a-1。
若N=310a=59049a-1是14的倍数,则N就是2和7的公倍数,所以a必须是奇数;
若N=(7×8435+4)a-1=7×8435a+4a-1是 7的倍数,则4a-1必须是7的倍数,当a=21,25,27,29时,4a-1不是7的倍数,当a=23时,4a-1=91=7×13,是7的倍数。
当N是14的倍数时,圆周上有23枚棋子。 7.259980。
解:用十进位制表示的若干个四位数之和的加法原理为: 若干个四位数之和=千位数数字之和×1000+ 百位数数字之和×100+ 十位数数字之和×10+