問(wèn)題:將數(shù)字3, 4, 5, 6, 7, 8及9組成一個(gè)七位數(shù),使得連續(xù)四個(gè)數(shù)字之和是3的倍數(shù),那樣的數(shù)共有多少個(gè)?
答案:將這七個(gè)數(shù)各自除以3,得餘數(shù)分別為0, 1, 2, 0, 1, 2, 0。若果把七個(gè)數(shù)字組成七位數(shù),連續(xù)四個(gè)一組,那樣由左起第1至4個(gè)數(shù)字之和,與第2至5個(gè)數(shù)字之和,都是3的倍數(shù),當(dāng)中第2至4重複,於是第1與第5個(gè)數(shù)字,餘數(shù)相同。同理得知,第2與第6,第3與第7,都是餘數(shù)相同。
以上已經(jīng)有三對(duì)餘數(shù)相同,餘下左起第4個(gè)數(shù)字,餘數(shù)必是0,有3個(gè)選擇。
之後考慮第1個(gè)數(shù)字,有6個(gè)選擇;然後考慮第2個(gè)數(shù)字,有4個(gè)選擇;餘下考慮第3個(gè)數(shù)字,有2個(gè)選擇。
於是共有3×6×4×2=144個(gè)選擇。
題解中先對(duì)各數(shù)字進(jìn)行餘數(shù)分類,考慮各自除以3的餘數(shù),之後發(fā)現(xiàn)部分?jǐn)?shù)字的餘數(shù)會(huì)成對(duì)出現(xiàn),剩下一個(gè)數(shù)的餘數(shù)必是0。之後考慮到各個(gè)數(shù)有多少個(gè)選擇,相乘後就得到答案。
上邊的題目的知識(shí)門檻較低,只是將幾個(gè)數(shù)字拼成七位數(shù),令部分?jǐn)?shù)字和是3的倍數(shù),題目很易明白,而且解題技巧中也只用上了乘法。
其中,較特別的一步是做了餘數(shù)分類,將原本的七個(gè)數(shù)化成了餘數(shù)是0, 1和2的三組,那樣算起來(lái)簡(jiǎn)單一點(diǎn)。題目屬於低門檻、高技巧的一類,對(duì)於初次接觸競(jìng)賽數(shù)學(xué)的學(xué)生有開(kāi)闊眼界的效果。
觀察題目裏七個(gè)數(shù)字,若是隨意改動(dòng),未必可以拼成那樣的七位數(shù),發(fā)現(xiàn)題目成立條件是能夠通過(guò)餘數(shù)分類為3對(duì)。若果改動(dòng)一下,七個(gè)數(shù)字中可以包含0,則又要考慮0不能放在最左邊,問(wèn)題又要再分類討論。若果有0, 3, 6及9,那樣成對(duì)的情況又變得更複雜。
另外,連續(xù)四個(gè)數(shù)的條件若是改動(dòng),變成連續(xù)三個(gè)數(shù)之和,那樣第1、第4與第7餘數(shù)會(huì)相同,那樣餘數(shù)只能是0,其餘的排列就變得少了,缺少發(fā)現(xiàn)特別的第4個(gè)數(shù)字的趣味。
數(shù)字之和是3的倍數(shù)這個(gè)條件可以改動(dòng)一下,比如改成4或5的倍數(shù),那樣在0至9共10個(gè)數(shù)字當(dāng)中,餘數(shù)的分布雖然有分別,但做起來(lái)也是大同小異。
做完一道數(shù)學(xué)題之後,若稍微改動(dòng)一下條件,也會(huì)產(chǎn)生許多小趣味。時(shí)常改動(dòng),慢慢發(fā)現(xiàn)在一些常見(jiàn)情景下各條件普遍的作用,對(duì)平常做題目有益處。不過(guò),也不用時(shí)刻想著怎樣通過(guò)改動(dòng)發(fā)揮什麼巨大的作用,即使簡(jiǎn)單地改動(dòng)一下數(shù)字,已經(jīng)可以令自己對(duì)題解裏的步驟想得通透些,明白各資訊的改動(dòng)怎樣影響整體的論證。
順著一些能理解的問(wèn)題做些小探索,對(duì)訓(xùn)練邏輯能力是有好處的,練起來(lái)又易知易行,比起練難題感覺(jué)親切多了?!?張志基
香港數(shù)學(xué)奧林匹克學(xué)校
簡(jiǎn)介:奧校於1995年成立,為香港首間提供奧數(shù)培訓(xùn)之註冊(cè)慈善機(jī)構(gòu)(編號(hào):91/4924),每年均舉辦「香港小學(xué)數(shù)學(xué)奧林匹克比賽」,旨在發(fā)掘在數(shù)學(xué)方面有潛質(zhì)的學(xué)生。學(xué)員有機(jī)會(huì)選拔成為香港代表隊(duì),獲免費(fèi)培訓(xùn)並參加海內(nèi)外重要大賽。詳情可瀏覽:www.hkmos.org。
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