数论问题之整数拆分:练习题含精讲(2)
9、有多少种方法可以把1994表示为两个自然数之和?
分析:1994=1993+1=1+1993
=1992+2=2+1992
=……
=998+996+996+998
=997+997
解 :一共有997种方法可以把1994写成两个自然数之和。
点金术:采用有限穷举法并考虑到加法交换律。
10、试把14分拆为两个自然数之和,使它们的乘积最大。
分析:把14分拆成两个自然数的和,共有7种不同的方式。对每一种分拆计算相应的乘积:
14=1+13, 1×13=13; 14=2+12, 2×12=24;
14=3+11, 3×11=33; 14=4+10, 4×10=40;
14=5+9, 5×9=45; 14=6+8, 6×8=48;
14=7+7, 7×7=49。
因此,当把14分拆为两个7之和时,乘积(7×7=49)最大。
点金术:巧用举例法分析得出结论。
11、把14分拆成若干个自然数的和,在求出这些数的积,要使得到的乘积最大,应把14如何分析?这个最大的乘积是多少?
分析:先考虑分成哪些数时乘积才尽可能地大。
首先分成的数中不能有1,这是显然的。
其次,分成的数中不能有大于4的整数,否则可以将这个数再拆成2与另外一个数的和,这两个数乘积一定比原数大,例如7就比它分成的2和5的乘积小。
再次,因为4=2×2,故我们可以只考虑将数分拆成2和3
注意到2+2+2=6,2×2×2=8;3+3=6,3×3=9,因此分成的数中如果有三个2,不如换成两个3,既分成的数中至多只能有两个2,其余都是3。
解:根据上面的分析,因把14分成四个3与一个2之和,
即:
14=3+3+3+3+2
这五个数的积最大,且最大值为3×3×3×2=162。
点金术:巧用排除和举例法架起已知与未知之间的联系。
12、有一些自然数,它可以表示为9个连续自然数之和,又可以表示为10个连续自然数之和,还可以表示为11个连续自然数之和,求满足上述条件的最小自然数。
分析:设满足要求的最小自然数为11,由9个连续自然数的和是中间的数(第5个数)的9倍知,n是9的倍数;
同理,n是11的倍数;
又10个连续自然数a1,a2,…,a10的和为:
(a1+a10)×10÷2=5(a1+a10)
是5的倍数,所以n是5的倍数;
而9,11,5两两互质,所以n是5×9×11=495的倍数,由n的最小性取n=495,事实上,有:
495=51+52+53+…+59(9个连续自然数之和)
=45+46+47+…+54(10个连续自然数之和)
=40+41+42+…+50(11个连续自然数之和)
从而知,满足条件的最小自然数是495。
点金术:巧用同理的方法把已知和未知之间联系起来。
13、把70表示成11个不同的自然数之和,同时要求含有质数的个数最多。
分析:先考虑把70表示成11个不同的自然数之和。
因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分别加在后四个加数上,得到四种分拆方法:
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,仅有一种新方法:
70==1+2+3+4+5+6+7+8+9+13+12
再将4拆成1+1+2或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五种。
显然,这五种分拆方法中含有质数的个数最多的是:
1+2+3+4+5+6+7+8+13+10+11
点金术:巧用举例和筛选法得出结论。
用1分,2分和5分的硬币凑成一元钱,共有多少种不同的凑法?
分析:用1分,2分和5分的硬币凑成一元钱与用2分和5分硬币凑成不超过一元钱的凑法是一样的。于是,本题转化为:“有2分硬币50个,5分硬币20个,凑成不超过一元钱的不同凑法有多少种?”
解:按5分硬币的个数分21类计数;
假若5分硬币有20个,显然只有一种凑法;
假若5分硬币有19个,则2分硬币的币值不超过100-5×19=5(分),于是2分硬币可取0个、1个或2个,既有3种不同的凑法;
假若5分硬币有18个,则2分硬币的币值不超过100-5×18=10(分),于是2分硬币可取0个、1个2个3个4个或5个,既有6种不同的凑法;
…如此继续下去,可以得到不同的凑法共有:
1+3+6+8+11+13+16+18+21+……+48+51
=5×(1+3+6+8)+4×(10+20+30+40)+51
=90+400+51
=541(种)
点金术:巧用转化法假设法架起已知与未知之间的桥梁。
15、将1992表示成若干个自然数的和,如果要使这些数的乘积最大,这些自然数是______.
(1992年武汉市小学数学竞赛试题)
讲析:若把一个整数拆分成几个自然数时,有大于4的数,则把大于4的这个数再分成一个2与另一个大于2的自然数之和,则这个2与大于2的这个数的乘积肯定比它大.又如果拆分的数中含有1,则与"乘积最大"不符.
所以,要使加数之积最大,加数只能是2和3.
但是,若加数中含有3个2,则不如将它分成2个3.因为2×2×2=8,而3×3=9.
所以,拆分出的自然数中,至多含有两个2,而其余都是3.
而1992÷3=664.故,这些自然数是664个3.
