問題:在正整數1至10當中,取出若干個數成為一組,在所有可能的組當中,最大數和最小數都是單數的有多少組?

答案:只有1個單數的有5組。之後用最大數與最小數之差的各個數值作分類。

若差為2,比如最大與最小數分別為3和1,那麼中間可以有2,或沒有2,有2種選擇,而最小數可以為1, 3, 5或7,有4個選擇,於是共有2×4=8個情況。

若差為4,比如最大與最小數分別為5和1,那麼中間的2, 3或4共3個數,都是可以有或沒有,於是有個選擇,而最小數可以為1,3或5,有3個選擇,於是共有23×3=24個情況。

若差為6,比如最大與最小數分別為7和1,那麼中間的2,3,……,6共5個數,都是可以有或沒有,於是有個選擇,而最小數可以為1或3,有2個選擇,於是共有25×2=64個情況。

若差為8,就是最大為9,最小為1,那麼中間有2,3,……,8共7個數,都是可以有或沒有,於是有27個選擇,共有27=128個情況。

綜合而言,有5+8+24+64+128=229個情況。

解題過程中,按最大與最小數之差的各數值分類後,見中間的數或有或無都符合條件,用2的次方作計算,之後各分類依次算出相關情況再求總數就可以了。

解起題來也挺順利的,只是當中用上了2的次方,去數算中間那些數共有多少組,也是有點巧妙的。有時一下子沒想起這樣數,挨個列舉起來,解題步驟就不只長一點點而已了。

題目做起來,知識量真是很少的,說得誇張一點,真的是初小也會看得懂題目,只是做起來就不見得可以善用乘法與加法。雖然知識量少,但在入門的題目裏,能覆蓋的年級很多,就算高中水平較好的學生,做起來也不見得誰都覺得很容易,難點往往就在於,未必懂用上2的次方數算中間的情況,於是愈數愈麻煩,就計錯了。

這些知識量少的題目,對於高中生來說,初時未懂得做,或者做錯了時,可能有一下子會懷疑有些技巧是要新學才可以做得到,到後來看了答案,才知道是自己本身未把知識用得夠好。

遇到難題而未能解決的時候,不時都會懷疑,是有些新東西要學,才會解得了的,之後發覺原來並不需要,那對解難和知識應用來說是有思想衝擊的,進一步又可以想像到,現下手上擁有的知識和技能,若果能善用的話,也能解決一些自己當下未能想像的問題。

另外,發現善用基礎知識可以解決現時無法解決的問題時,也是一個重新審視自己能力的機會,發覺即使當下的成績可能是名列前茅,原本以為低年級的東西早已滾瓜爛熟,難不倒自己,然後在難題的刺激下又會發現,基礎知識的難題裏又有一個新的世界,自己從未發現,那也是一種見識。

◆ 張志基

簡介:奧校於1995年成立,為香港首間提供奧數培訓之註冊慈善機構(編號:91/4924),每年均舉辦「香港小學數學奧林匹克比賽」,旨在發掘在數學方面有潛質的學生。學員有機會選拔成為香港代表隊,獲免費培訓並參加海內外重要大賽。詳情可瀏覽:www.hkmos.org。

◆香港數學奧林匹克學校