整数分拆
内容概述:
1.一般的有,把一个整数表示成两个数相加,当两个数相近或相等的时候,乘积最大。也就是把整数分拆成两个相等或者相差1的两个整数。
2.一般的有,把自然数m分成n个自然数的和,使其乘积最大,则先把m进行对n的带余除法,表示成m=np r,则分成r个(p 1),(n-r)个P。
3.把自然数S (S>1)分拆为若干个自然数的和(没有给定是几个),则分开的数当中最多有两个2,其他的都是3,这样它们的乘积最大。
4.把自然数分成若干个互不相等的整数,则先把它表示成2 3 4 5 … n形式,当和等于原数则可以,若不然,比原数大多少除去等于它们差的那个自然数。
如果仅大于1,则除去2,再把最大的那个数加1。
5.若自然数N有k个大于1的奇约数,则N共有k种表示为两个或两个以上连续自然数之和的方法。
即当有m个奇约数表示的乘积,则有奇约数
个奇约数。
6.共轭分拆.我们通过下面一个例子来说明共轭分拆:
如:10=4 2 2 1 1,我们画出示意图
,我们将其翻转(将图左上到右下的对角线翻转即得到):
,可以对应的写成5 3 l 1,也是等于10,即是10的另一种分拆方式。
我们把这两种有关联的分拆方式称为互为共轭分拆。
典型例题:
1.写出13=1 3 4 5的共轭分拆。
【分析与解】画出示意图
,翻转得到
,对应写为4 3 3 2 1=13,即为13=1 3 4 5的共轭分拆。
2.电视台要播出一部30集电视连续剧,若要每天安排播出的集数互不相等。则该电视连续剧最多可以播出几天?
【分析与解】由于希望播出的天数尽可能地多,若要满足每天播出的集数互不相等的条件下,每天播出的集数应尽可能地少。
选择从1开始若干连续整数的和与30最接近(小于30)的情况为1 2 3 4 5 6 7=28,现在就可以播出7天,还剩下2集,由于已经有2集这种情况,就是把2集分配到7天当中又没有引起与其他的几天里播出的集数相同.于是只能选择从后加.即把30表示成:
30=1 2 3 4 5 6 9或30=1 2 3 4 5 7 8
即最多可以播出7天。
3.若干只同样的盒子排成一列,小聪把42个同样的小球放在这些盒子里然后外出,小明从每支盒子里取出一个小球,然后把这些小球再放到小球数最少的盒子里去。再把盒子重排了一下.小聪回来,仔细查看,没有发现有人动过小球和盒子.问:一共有多少只盒子?
【分析与解】设原来小球数最少的盒子里装有a只小球,现在增加了b只,由于小聪没有发现有人动过小球和盒子,这说明现在又有了一只装有a个小球的盒子,而这只盒子里原来装有(a 1)个小球。
同样,现在另有一个盒子装有(a 1)个小球,这只盒子里原来装有(a 2)个小球。
类推,原来还有一只盒子装有(a 3)个小球,(a 4)个小球等等,故原来那些盒子中装有的小球数是一些连续整数。
现在变成:将42分拆成若干个连续整数的和,一共有多少种分法,每一种分法有多少个加数?
因为42=6×7,故可以看成7个6的和,又(7 5) (8 4) (9 3)是6个6,从而42=3 4 5 6 7 8 9,一共有7个加数;
又因为42=14×3,故可将42:13 14 15,一共有3个加数;
又因为42=21×2,故可将42=9 10 11 12,一共有4个加数。
所以原问题有三个解:一共有7只盒子、4只盒子或3只盒子
4.机器人从自然数1开始由小到大按如下规则进行染色:
凡能表示为两个不同合数之和的自然数都染成红色,不符合上述要求的自然数染成黄色(比如23可表示成两个不同合数15和8之和,23要染红色;1不能表示为两个不同合数之和,1染黄色).问:要染成红色的数由小到大数下去,第2000个数是多少?请说明理由。
【分析与解】 显然1要染黄色,2=1 1也要染黄色,
3=1 2,
4=1 3=2 2,
5=1 4=2 3,
6=1 5=2 4=3 3,
7=1 6=2 5=3 4,
8=1 7=2 6=3 5=4 4,
9=1 8=2 7=3 6=4 5,
10=1 9=2 8=3 7=4 6=5 5,
11=1 10=2 9=3 8=4 7=5 6。
可见,1,2,3,4,5,6,7,8,9,11均应染成黄色。
下面统一观察其他自然数,说明其他自然数均要染成红色。
1)当n为大于等于10的偶数时,n=2k=4 2(k-2)。
由于n≥10,所以k≥15,k-2≥3,2(k-2)与4均为合数,且不相等。于是,大于等于10的偶数都可以表示两个不同的合数之和,应染成红色。
2)当n为大于等于13的奇数时,n=2k 1=9 2(k-4)
由于n≥13,所以k≥6,k-4≥2,2(k-2)≥4与9均是合数,且不相等.也就是说,大于等于13的奇数均能表示为两个不同的合数之和,应染红色。
所以,除了1,2,3,4,5,6,7,8,9,11这10个数染黄色外,其余自然数均染红色,第k个染为红色的数是第(k 10)个自然数(k≥2)。
所以第2000个染红色的数是2000 10=2010.
5.在整数中,有用2个以上的连续自然数的和来表达一个整数的方法.例如9:9=4 5,9=2 3 4,9有两个用2个以上连续自然数的和来表达它的方法.
(1)请写出只有3种这样的表示方法的最小自然数.
(2)请写出只有6种这样的表示方法的最小自然数.
【分析与解】关于某整数,它的“奇数的约数的个数减1”,就是用连续的整数的和的形式来表达种数。
根据(1)知道,有3种表达方法,于是奇约数的个数为3 1=4,对4分解质因数4=2×2,最小的15(1、3、5、15);
有连续的2、3、5个数相加;7 8;4 5 6;1 2 3 4 5;
根据(2)知道,有6种表示方法,于是奇数约数的个数为6 1=7,最小为729(1、3、9、27、81、243、729),有连续的2,3、6、9、10、27个数相加:
364 365;242 243 244;119 120 … 124;77 78 79 … 85;36 37 … 45;14 15 … 40.
6.从整数1开始不改变顺序的相加,中途分为两组,使每组的和相等.如从1到3的话,1 2=3;从1到20的话:1 2 3 … 14=15 16 17 … 20。
请问:除上述两例外,能够列出这样的最短的整数算式是从1到几?
【分析与解】我们用这种阶梯图来表示连续的数相加,假设情况见下图,
我们通过图得知,c是公共部分,而b c为原等式的右边,a c为原等式的左边,所以有a=b,a部分面积为
(可以看成从1一直加到A),b部分面积为B×B(可以看作从1一直加到B再又加到1);
有
=B×B
可以表示为奇数×相邻的偶数÷2=B×B;
其中A是连续两个数中较小的一个,B的平方等于连续两个数的乘积除以2.
因为相邻的两个数互质,所以,偶数÷2后与原相邻奇数也互质;
所以,奇数必定为完全平方数;偶数÷2也为完全平方数,这样:
①奇数为1,则偶数为2,除以2,为1,均为完全平方数。A=l,
=1×2÷2=1,于是为A B=2,A 2B=3;所以为l 2=3;
②奇数为9,则偶数为8,除以2,为4,均为完全平方数.A=8,
=8×9÷2=36,于是为A B=8 6=14,A 2B=8 2×6=20;所以为1 2 3 … 14=15 16 17 … 20;
还可以偶数为10,除以2,为5,不是完全平方数,不满足。
③奇数为25,则偶数为24,除以2,为12,不是完全平方数,不满足;
还可以偶数为26,除以2,为13,不是完全平方数,不满足.
④奇数为49,则偶数为48,除以2,为24,不是完全平方数,不满足;
还可以偶数为50,除以2,为25,是完全平方数.A=49,
=49×50÷2=1225,于是为A B=49 35=84,A 2B=49 2×35=119.所以等式为l 2 3 … 84=85 86 87 … 119(=3570)
所以所求的式子为1 2 3 … 84=85 86 87 … 119(=3570)
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