此題來自雪帆奧數家長交流群內答疑題(推薦給五年級、六年級的孩子使用):
在一條紙帶上寫著1至9九個數字,如下圖:
123456789
將它剪成三段,每段上數字聯在一起算一個數(每個數的位數不一定相等),把這三個數相加,使和能被77整除,那么中間一段的數是____。
雪帆奧數王老師分析:這是1997年小學數學奧林匹克決賽中的一道整除的問題。
這道題的難度,主要涉及數的整除,確定三個數的位數。
現在,我把這道題的完整解答過程書寫在此,請家長帶著孩子一起閱讀和思考。
備注:下面文字分析較多,但思路很簡單,主要是我們找到了這道題存在的很多特點,縮小范圍,討論起來就簡單多了。不信你仔細,耐心的往下看。
1)這個數既然能被77整除,那一定要滿足被7和11整除,而11整除的特征很明確,即,奇數位的數字和與偶數位的數字之和的差要被11整除。7整除的特征不明顯,也不太常用,這里只需要用來驗證答案即可;
2)9個數字,剪成三段,不管怎么排,奇數位的數字個數最少5位,最多6位,而偶數位的數字之和最少3位,最多4位。而且數字9一定在奇數位。這一點你只要在紙上寫一下就能判斷出來;
3)分析第二條的目的是,“基本”可以判定偶數位的數字和要比奇數位的數字和小。這里我說“基本上”,是因為一個自然數必須先出現奇數位,再出現偶數位,而奇數位上的這個數字一定要比它前面的偶數位的數字要大。更何況,偶數位前面還有可能出現奇數位,這一句請仔細體會;
4)利用這個結論,結合11整除的特征,再根據所有數字之和為45,是奇數,就有兩種情況:
a)數字之差為11,偶數位的數字之和為(45-11)÷2=17,奇數位的數字之和為17+11=18;
b)數字之差為33,偶數位的數字之和為(45-33)÷2=6這是不可能的。原因參考第五條。
5)根據分段出的三個自然數可知,相鄰的2個數字不可能同時出現在偶數位(奇數位),并且至少有三個偶數,所以17只有兩種情況:
a)17=8+6+3分成的三個自然數只能是1+234+56789驗證和并不能被7整除。
b)17=8+5+3+1分成的三個自然數只能是1234+56+789驗證和能被7整除。
所以,答案為56.
以下分析方法來自網上其他老師的解答(可對比參考):
由于77=7×11,(7、11)=1,所以能被77整除的數,必能分別被7和11整除。
先考慮能被11整除。一個數若能被11整除,其奇位數字之和與偶位數字之和的差必能被11整除。對于這
一性質,可以得到這樣的推論:如果幾個加數的和能被11整除,那么這幾個加數所有奇位數字之和與偶位數
字之和的差必能被11整除。
對于這條紙帶上的九個數字,不管怎樣剪,奇位數字和總大于偶位數字和。由于1+2+3+4+5+6+7+8+9=45
,45=39+6=28+17,39-6=11×3,28-17=11,所以奇數、偶數的所有數字和分別是39和6或28和17。
(一)當奇位數字之和是39,偶位數字之和是6時,因為6=1+2+3=5+1=4+2,只剪兩刀,使另外的6個或7
個數字都在奇位上,這顯然是辦不到的。
(二)當奇位數字之和是28,偶位數字之和是17時,因為
(1)如果9、8、7、3、1在奇位上,無法使相鄰的三個數字4、5、6都在偶位上。
(2)如果9、8、6、3、2在奇位上,無法使相鄰的兩個數字4、5都在偶位上。
(3)如果9、8、6、4、1在奇位上,無法使相鄰的兩個
(4)如果9、8、5、4、2在奇位上,無法使相鄰的兩個數字6、7都在偶位上。
(5)如果9、7、6、5、1在奇位上,無法使相鄰的三個數字2、3、4都在偶位上。
(6)如果9、7、6、4、2在奇位上,相鄰的兩個數字6、7都在奇位上,因此必在6、7之間剪一刀,另一
刀的剪法有三種:
第一種剪法得到的三個數的和:12+3456+789=4257,4257÷7=608……1
第二種剪法得到的三個數的和:1234+56+789=2079,2079÷7=297,由此可知,剪后中間一段的數是56。
第三種剪法得到的三個數的和:123456+7+89=123552,123552÷7=17650……2。
(7)如果9、7、5、4、3在奇位上,無法使相鄰的兩個數字1、2都在偶位上。
綜上所述,本題只有一種剪法,中間一段的數是56