問題:算式 ABCD =AD中,各字母代表1至9其中一個數字,不同字母代表不同數字,求四位數ABCD。

答案:算式兩邊取平方,得ABCD=AD²,觀察等號兩邊最左方的A,發現只有A為9時,才可以成立。

然後留意個位的D,由於D同時是D2的個位,而平方數的個位數只能是0,1,4,5,6,9,撇除不合題意的0及9,以及驗算後個位不符合的4,AD只能是91,95或96。

其中91²=8281,數字重複,不合題意。95²=9025則有0,不合題意。

96²=9216是唯一符合題意的算式,得知答案為9216。

題解裏先把有根式的算式化成平方,然後觀察等號兩邊相同的數字,驗算後很快找到A,根據平方數個位的特質收窄D的範圍,刪去明顯不適合的選項,之後就在驗算裏找到答案。

找A的時候談起驗算,這裏仔細說明一下具體怎樣會快一點。留意到兩位數AD大概是三四十左右,此時平方後才會出現四位數,若兩位數是40,取平方是1600,得出千位數是1,小於兩位數的十位4,不合條件。然後依次嘗試50, 60, 70, 80的平方,會發現千位普遍小於兩位數的十位,於是很快就看得出A是9。這裏若果數學化一點,要仔細用代數不等式估算也是可以的,不過上邊的思考方向比較淺白。

平方數個位的特質,簡單來說,在平常1×1, 2×2, 3×3,…,9×9,10×10當中,得出的個位只能是0,1,4,5,6,9,這個規律在奧數訓練裏通常小五小六的學生就知道,但未聽過的話可能到高中都不會學到,屬於課外知識。

這題在奧數是填算式的課題,用上了根式的話可能就在中學裏才會見到,小學未學根式,要問同樣的題目就要寫成AD×AD=ABCD那樣,用直式表達。

這題改動一下條件,比如把ABCD的次序調動一下,變化就挺大的,未必有解。要是想在探索中找點趣味,比如改成AD²=DBCA會不會有解,或者有多少個解也是有趣的問題。這些探索也能加深原本題目的理解,鍛煉相關技巧。

例如,剛才出的題目AD²=DBCA,也會知道右方的A是平方數個位,可能是1,4,5,6或9,之後就可以代入左方的A再驗算,然後做些推論和探索,看看能不能找到能配合的D,作為右方的千位數。

這樣的小探索可以為本身的題目做延伸討論,在學習競賽題裏是有作用,因為競賽題一般變化大,見到一道難題很少很快就遇到同類的,自行修改題目作進一步探索遠比在網上搜尋同類題目來得方便。當然,若果學生本身已經有個豐厚的試題庫,那又是另一回事。

對於平常累積經驗來說,由個別經驗中看清事情的脈絡,改動一下條件,再做各方面的推理,不失為深化對題目理解、積累經驗的好方法,亦能減少遺忘知識的可能。● 張志基

香港數學奧林匹克學校

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。