決戰(zhàn)2013年小升初數(shù)學(xué)競(jìng)賽解題密匙:整除問(wèn)題(2)
來(lái)源:奧數(shù)網(wǎng)整理 2012-10-15 17:24:51
例 3 三個(gè)質(zhì)數(shù)的和為 122,求這三個(gè)質(zhì)數(shù)的乘積的最大值。 解:因?yàn)槿齻(gè)質(zhì)數(shù)的和為 122 是偶數(shù),所以這三個(gè)質(zhì)數(shù)當(dāng)中必定有一個(gè)數(shù)是偶數(shù),另外兩個(gè)質(zhì)數(shù)都是奇數(shù)。在質(zhì)數(shù)中,2 是唯一的偶數(shù),故三個(gè)質(zhì) 數(shù)中有一個(gè)質(zhì)數(shù)是 2。
另外兩個(gè)質(zhì)數(shù)的和為定值(120),為使這兩個(gè)質(zhì)數(shù)的乘積盡可能地大, 就要使該兩個(gè)質(zhì)數(shù)的差值盡可能地小,因?yàn)?1202÷2=60,所以得到 59 和 61 兩個(gè)質(zhì)數(shù),是和為 120 且差為最小的兩個(gè)質(zhì)數(shù),它們的積也就最大。
綜合以上情況,和為 122 的三個(gè)質(zhì)數(shù)中,以 2、59、61 這三個(gè)質(zhì)數(shù)的乘 積最大,最大乘積為 2×59×61=7198。
答:三個(gè)質(zhì)數(shù)的乘積的最大值是 7198。 說(shuō)明:注意“如果兩個(gè)整數(shù)的和一定,那么當(dāng)這兩個(gè)數(shù)的差值盡可能小時(shí),其乘積最大”。
例如,和為 11 的兩個(gè)整數(shù)有如下五種情況:1+10、2+9、3+8、4+7、5+6,相對(duì)應(yīng)的乘積是 10、18、24、28、30,通過(guò)比較,可得“和為 11,其 積最大的兩個(gè)整數(shù)是 5 和 6”。
例 4 如果 325×472+765×895×( )的積的最后五個(gè)數(shù)字都是零, 那么括號(hào)內(nèi)填入的自然數(shù)最小可以是多少?(上海市 1989 年小學(xué)六年級(jí)數(shù)學(xué)比賽題)
解:
要使五個(gè)數(shù)的連乘積的最后五個(gè)數(shù)字都是 0,這個(gè)連乘積一定是 100000 的倍數(shù),把 100000 分解質(zhì)因數(shù):100000=25×55。
說(shuō)明要使連乘積的末尾有五個(gè)零,因數(shù)中至少應(yīng)該有五個(gè)2 和五個(gè)5。因?yàn)?25=52×13, 765=3×5×51,472=23×59,895=5×179四個(gè)數(shù)的乘積里一共包含了 4 個(gè) 5 和 3 個(gè) 2,必須要再乘以兩個(gè) 2 和一 個(gè) 5,所以括號(hào)里應(yīng)填 22×5=20。
答:在括號(hào)內(nèi)最小可以是 20。
例 5 360 這個(gè)數(shù)的約數(shù)有多少個(gè)?這些約數(shù)的和是多少?(第三屆華羅庚金杯賽決賽題)
解:把 360 分解質(zhì)因數(shù)是:360=23×32×5,所以 360 的任何一個(gè)約數(shù)都 是從三個(gè)質(zhì)數(shù) 2、二個(gè)質(zhì)數(shù) 3、一個(gè)質(zhì)數(shù) 5 中取若干個(gè)出來(lái)相乘得到的。
23 的約數(shù)是 1、2、4、8(或 1、21、22、23);
32 的約數(shù)是 1、3、9(或 1、31、32);
5 的約數(shù)是 1、5(或 1、51)。 如果我們把下面的式子
(l+2+4+8)×(1+3+9)×(1+5) 展開成一個(gè)和式,和式中的每一個(gè)加數(shù)都是在每個(gè)括號(hào)里各取一個(gè)數(shù)相乘的 積。由前面的分析可得,360 的任一個(gè)約數(shù)都恰好是這個(gè)展開式中的一個(gè)加 數(shù)。由于第一個(gè)括號(hào)里有 4 個(gè)數(shù),第二個(gè)括號(hào)里有 3 個(gè)數(shù),第三個(gè)括號(hào)里有2 個(gè)數(shù),所以這個(gè)展開式中的加數(shù)個(gè)數(shù)是 4×3×2=24,這就是 360 的約數(shù)的總個(gè)數(shù),這些約數(shù)是:
1×1×1=1,2×1×1=2,4×1×1=4,8×1×1=8,
1×1×5=5,2×1×5=10,4×1×5=20,8×1×5=40,
1×3×1=3,2×3×1=6,4×3×1=12,8×3×1=24,
1×3×5=15,2×3×5=30,4×3×5=60,8×3×5=120,
1×9×1=9, 2×9×1=18,4×9×1=36,8×9×1=72,
1×9×5=45,2×9×5=90,4×9×5=180,8×9×5=360。
(你能知道上面每個(gè)等式中,三個(gè)數(shù)相乘的由來(lái)嗎?)
另一方面,360 的所有約數(shù)的和就等于這個(gè)展開式的和,也就是(1+21+22+23)×(1+31+32)×(1+51)=1170。
答: 360 的約數(shù)有 24 個(gè),這些約數(shù)的和是 1170。
說(shuō)明:本題中的二個(gè)問(wèn)題的解法具有一般性,并由此可以得出下面二個(gè)結(jié)論。
若 自然數(shù) N 可以分解質(zhì)因數(shù)為:
(其中 a、b、C 為不同的質(zhì)數(shù),m、s、t 為自然數(shù)), 則(1)自然數(shù) N 的約數(shù)的總個(gè)數(shù)是(m+1)·(s+1)·(t+1);
(2)自然數(shù) N 的所有約數(shù)的總和是
以上兩個(gè)結(jié)論可以推廣到一般的情況。
例 6 A、B 兩數(shù)都只含有質(zhì)因數(shù) 3 和 5,它們的最大公約數(shù)是 75,已知 A 有 12 個(gè)約數(shù),B 有 10 個(gè)約數(shù),那么 A、B 兩數(shù)的最小公倍數(shù)是多少?
解:因?yàn)?A、B 兩數(shù)都只含有質(zhì)因數(shù) 3 和 5,所以設(shè) A=3m·5n,B=3s·5t。 因?yàn)?A、B 兩數(shù)的最大公約數(shù)是 75=3×52,所以,n≥2,t≥2。
又因?yàn)?A 有 12 個(gè)約數(shù),根據(jù)例 8 后的說(shuō)明可得(m+1)
·(n-1)=12=(1 十 1)·(5+1)=(2+1)·(3+1)=(3+1)
·(2+1)。所以 A 有三種可能:
3×55 或 32×53 或 33×52。 同理,因?yàn)橐矣?10 個(gè)約數(shù),可得
(s+1)·(t+1)=10=(1 十 1)·(4+1), 所以 B=3×54=1875。
由于 A、B 的最大公約數(shù)是 3×52,所以 A 只能是 33×52=673。這樣可得 A、B 兩數(shù)的最小公倍數(shù)是 33×54=16875。
答:A、B 兩數(shù)的最小公倍數(shù)是 16875。
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