二、例題
例1三個(gè)連續(xù)自然數(shù)的乘積是210,求這三個(gè)數(shù).
解:∵210=2×3×5×7
∴可知這三個(gè)數(shù)是5、6和7。
例2兩個(gè)質(zhì)數(shù)的和是40,求這兩個(gè)質(zhì)數(shù)的乘積的最大值是多少?
解:把40表示為兩個(gè)質(zhì)數(shù)的和,共有三種形式:
40=17+23=11+29=3+37。
∵17×23=391>11×29=319>3×37=111。
∴所求的最大值是391。
答:這兩個(gè)質(zhì)數(shù)的最大乘積是391。
例3自然數(shù)123456789是質(zhì)數(shù),還是合數(shù)?為什么?
解:123456789是合數(shù)。
因?yàn)樗擞屑s數(shù)1和它本身外,至少還有約數(shù)3,所以它是一個(gè)合數(shù)。
例4連續(xù)九個(gè)自然數(shù)中至多有幾個(gè)質(zhì)數(shù)?為什么?
解:如果這連續(xù)的九個(gè)自然數(shù)在1與20之間,那么顯然其中最多有4個(gè)質(zhì)數(shù)(如:1~9中有4個(gè)質(zhì)數(shù)2、3、5、7)。
如果這連續(xù)的九個(gè)自然中最小的不小于3,那么其中的偶數(shù)顯然為合數(shù),而其中奇數(shù)的個(gè)數(shù)最多有5個(gè).這5個(gè)奇數(shù)中必只有一個(gè)個(gè)位數(shù)是5,因而5是這個(gè)奇數(shù)的一個(gè)因數(shù),即這個(gè)奇數(shù)是合數(shù).這樣,至多另4個(gè)奇數(shù)都是質(zhì)數(shù)。
綜上所述,連續(xù)九個(gè)自然數(shù)中至多有4個(gè)質(zhì)數(shù)。
例5把5、6、7、14、15這五個(gè)數(shù)分成兩組,使每組數(shù)的乘積相等。
解:∵5=5,7=7,6=2×3,14=2×7,15=3×5,
這些數(shù)中質(zhì)因數(shù)2、3、5、7各共有2個(gè),所以如把14
(=2×7)放在第一組,那么7和6(=2×3)只能放在第二組,繼而15(=3×5)只能放在第一組,則5必須放在第二組。
這樣14×15=210=5×6×7。
這五個(gè)數(shù)可以分為14和15,5、6和7兩組。
例6有三個(gè)自然數(shù),最大的比最小的大6,另一個(gè)是它們的平均數(shù),且三數(shù)的乘積是42560.求這三個(gè)自然數(shù)。
分析先大概估計(jì)一下,30×30×30=27000,遠(yuǎn)小于42560.40×40×40=64000,遠(yuǎn)大于42560.因此,要求的三個(gè)自然數(shù)在30~40之間。
解:42560=26×5×7×19
。25×(5×7)×(19×2)
。32×35×38(合題意)
要求的三個(gè)自然數(shù)分別是32、35和38。
例7有3個(gè)自然數(shù)a、b、c.已知a×b=6,b×c=15,
a×c=10.求a×b×c是多少?
解:∵6=2×3,15=3×5,10=2×5。
。╝×b)×(b×c)×(a×c)
=(2×3)×(3×5)×(2×5)
∴a2×b2×c2=22×32×52
∴(a×b×c)2=(2×3×5)2
a×b×c=2×3×5=30
在例7中有a2=22,b2=32,c2=52,其中22=4,32=9,52=25,像4、9、25這樣的數(shù),推及一般情況,我們把一個(gè)自然數(shù)平方所得到的數(shù)叫做完全平方數(shù)或叫做平方數(shù)。
如.12=1,22=4,32=9,42=16,…,112=121,122=144,…其中1,4,9,16,…,121,144,…都叫做完全平方數(shù).
下面讓我們觀察一下,把一個(gè)完全平方數(shù)分解質(zhì)因數(shù)后,各質(zhì)因數(shù)的指數(shù)有什么特征。
例如:把下列各完全平方數(shù)分解質(zhì)因數(shù):
9,36,144,1600,275625。
解:9=3236=22×32144=32×24
1600=26×52275625=32×54×72
可見(jiàn),一個(gè)完全平方數(shù)分解質(zhì)因數(shù)后,各質(zhì)因數(shù)的指數(shù)均是偶數(shù)。
反之,如果把一個(gè)自然數(shù)分解質(zhì)因數(shù)之后,各個(gè)質(zhì)因數(shù)的指數(shù)都是偶數(shù),那么這個(gè)自然數(shù)一定是完全平方數(shù)。
如上例中,36=62,144=122,1600=402,275625=5252。
例8一個(gè)整數(shù)a與1080的乘積是一個(gè)完全平方數(shù).求a的最小值與這個(gè)平方數(shù)。
分析∵a與1080的乘積是一個(gè)完全平方數(shù),
∴乘積分解質(zhì)因數(shù)后,各質(zhì)因數(shù)的指數(shù)一定全是偶數(shù)。
解:∵1080×a=23×33×5×a,
又∵1080=23×33×5的質(zhì)因數(shù)分解中各質(zhì)因數(shù)的指數(shù)都是奇數(shù),
∴a必含質(zhì)因數(shù)2、3、5,因此a最小為2×3×5。
∴1080×a=1080×2×3×5=1080×30=32400。
答:a的最小值為30,這個(gè)完全平方數(shù)是32400。
例9問(wèn)360共有多少個(gè)約數(shù)?
分析360=23×32×5。
為了求360有多少個(gè)約數(shù),我們先來(lái)看32×5有多少個(gè)約數(shù),然后再把所有這些約數(shù)分別乘以1、2、22、23,即得到23×32×5(=360)的所有約數(shù).為了求32×5有多少個(gè)約數(shù),可以先求出5有多少個(gè)約數(shù),然后再把這些約數(shù)分別乘以1、3、32,即得到32×5的所有約數(shù)。
解:記5的約數(shù)個(gè)數(shù)為Y1,
32×5的約數(shù)個(gè)數(shù)為Y2,
360(=23×32×5)的約數(shù)個(gè)數(shù)為Y3.由上面的分析可知:
Y3=4×Y2,Y2=3×Y1,
顯然Y1=2(5只有1和5兩個(gè)約數(shù))。
因此Y3=4×Y2=4×3×Y1=4×3×2=24。
所以360共有24個(gè)約數(shù)。
說(shuō)明:Y3=4×Y2中的“4”即為“1、2、22、23”中數(shù)的個(gè)數(shù),也就是其中2的最大指數(shù)加1,也就是360=23×32×5中質(zhì)因數(shù)2的個(gè)數(shù)加1;Y2=3×Y1中的“3”即為“1、3、32”中數(shù)的個(gè)數(shù),也就是23×32×5中質(zhì)因數(shù)3的個(gè)數(shù)加1;而Y1=2中的“2”即為“1、5”中數(shù)的個(gè)數(shù),即23×32×5中質(zhì)因數(shù)5的個(gè)數(shù)加1.因此
Y3=(3+1)×(2+1)×(1+1)=24。
對(duì)于任何一個(gè)合數(shù),用類似于對(duì)23×32×5(=360)的約數(shù)個(gè)數(shù)的討論方式,我們可以得到一個(gè)關(guān)于求一個(gè)合數(shù)的約數(shù)個(gè)數(shù)的重要結(jié)論:
一個(gè)合數(shù)的約數(shù)個(gè)數(shù),等于它的質(zhì)因數(shù)分解式中每個(gè)質(zhì)因數(shù)的個(gè)數(shù)(即指數(shù))加1的連乘的積。
例10求240的約數(shù)的個(gè)數(shù)。
解:∵240=24×31×51,
∴240的約數(shù)的個(gè)數(shù)是
(4+1)×(1+1)×(1+1)=20,
∴240有20個(gè)約數(shù)。
請(qǐng)你列舉一下240的所有約數(shù),再數(shù)一數(shù),看一看是否是20個(gè)?