問題:小於50的正整數,以三個連續數為一組,當中有多少組,三個數相乘起來的積,為20與18的倍數?

答案:把20與18分解,得20=2²×5及18=2×3²,由於20的因數之中有5,18的因數中有32=9,也就先看看50以內5的倍數附近兩三個數,有沒有9的倍數,也要看看各組之中,三個數乘起來,是不是22=4的倍數。

那樣會找到{8, 9, 10}, {18, 19, 20}, {34, 35, 36}, {35, 36, 37}, {43, 44, 45}及{44, 45, 46},由於9的倍數在50以內只有5個,很易找完。

故此只有6組。

解題時,先分解出20和18的因數,看看各質因數的最高次方,再去在三個連續數當中去找,心算一下可以找到許多組合,再檢查仔細確認,就找到了答案。

解題需要的預備知識都是小學就可以懂的質因數分解,不過做起來想有效率,也要一點點巧思,才會找得快一點。比如先留意9的倍數會比較快,再配合5的倍數,那樣兩個條件下,篩選了一些出來,再刪去三個數乘起來不是4的倍數那些,做起來就快一點。

同樣是三個條件,要是先看三個數乘起來是不是4的倍數,然後再找當中5的倍數,也是做得到的,不過9的倍數比較少,搜索起來快得多了。

題目分解正整數與搜索組合當中,運算起來未算太複雜,在數學競賽題裏也是合理的,加上有可以加快檢索的方法,也就多點巧思的味道,作為競賽入門題也不錯。

要是把各個數字改得大一點,運算就複雜了許多,就要用計算器或電腦才能夠做了。有時數學競賽的題目,也是一些簡化了的離散數學題,也就是工程數學的基礎,不過當中會有一些運算複雜性的限制。平常電腦搜索幾百個數是一兩秒之間的事,但人腦很難幾百個地搜索,比如逐個數分解,這類沉悶而費時的題目是無法提起學生興趣的。

做題時發現各數字較小的情況下,可以嘗試多用一些可以推廣的巧思,加快檢索效率,思路多了再去解決數字較大的情況,配合計算器或電腦,也就如虎添翼。在小題目當中找到一些解決方法,數字改一點、條件改一點,也能解出來,這樣的解法是好的,好在應用範圍更廣泛。做題時懂得在小題目裏找好解法,面對日常的事務和問題,也就會多思索,怎樣找到普遍適用的方法,可以應對更多的變化。有時特殊的問題能用上特殊的解法,也是一種能力,但這需要一點靈活的聰明,比較難練。反而是面對平常的問題,花心思去想一些較能廣泛應用的方法,是比較易學易行的。

◆ 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