問題:三位數ABC,CAB和BCA相加後,得出的和能夠分解為四個不同的質數,求A×B×C的最大值。
答案:三數相加,得出的和為(100A+10B+C)+(100C+10A+B)+(100B+10C+A)=111(A+B+C)=3×37(A+B+C)。
考慮A+B+C的最大值為27,這時A,B和C都是9,但27不能分解為兩個不同質數之積。
依次考慮27以下,可分解為兩個不同質數之積的數,最大為26=2×13。
這時若A,B和C愈接近,相乘為最大,取三數字分別為9,9和8,得積為648。
數學競賽裏有一類題:一個數各個位之間有關係,判斷它是什麼數,或者有多少個符合條件的數。這些數字問題也有些常見的思路,比如說24=10×2+4,代數形式就有A—B—=10A+B,這樣各個位的數字都有了代數表達,列算式找關係也容易些。這次的題目也用到這樣的代數表示。
題解開始時,把各數用上代數表示,然後留意到111的分解形式,跟題目要求還差兩個質數。之後估算着A,B和C,先考慮總和為最大,發現未符合條件,再依次找較小的總和,之後再考慮此總和分拆成三數相加後怎樣得出最大的積,最後就找到了答案。
開始時用起各數的代數表達式,對於初接觸奧數的學生來說,會有一些陌生,一個數突然變出三個未知數,看來不太熟悉,這個要習慣。若覺得難解,用實在的數字做例子聯想比較易明。
用數字來探索,比如把A—B—C—看成123,那樣題目中的總和加起來就是666。或者可以將A—B—C—看成是245,加起來就是1221,其中規律就明顯些。
這些用實際數字探索的階段,在初接觸題目時,可以加深對題目情景的了解,從中找到規律、歸納經驗,其中蘊含具體到普遍的思考過程。不過題解寫得比較工巧時,往往會省去一些具體探索的階段,直接用代數形式展示出來。當然,若解題時一開始就看得穿代數形式,直接觀察到線索,也未必需要用上數字。
題目裏,最後探求三個數字的乘積何時最大,先找總和最大的情況,之後依次找到26,然後分拆出三數相加的情況。這裏也有細節,比如26這個數,除了比27少了1之外,也是由於它是兩個不同質數相乘,符合了連3和37一起計算、總和是四個不同質數相乘的條件。若條件改成是三個不同質數相乘,就不會考慮找26來試,而是會找23。
這裏26這個數,也令分拆的形式簡單一點,因為它是9,9和8相加,沒什麼其他分拆方式,最多是調換次序而已,所以乘積也是明顯的。若條件如上邊所說,改成三個不同質數相乘,要把23分拆成三數相加,那怎樣拆乘積最小就沒那麼明顯了。有興趣的讀者也可以想想看。
平常看一本數學練習,詳解裏除開數學的解釋之外,有時會談到開始解題時如何探索和事後怎樣反省,或者進一步追問線索,這些對數學學習都是重要的。這些提問的形式多了,探索的方式多了,學起數學來解題思路更加清晰,長遠看來思維能力也會明顯地提升。◆ 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
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