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這道數學題可以是天堂,也可以是地獄

先看題
一個自然數N共有9個約數,而N-1恰有8個約數。滿足條件的自然數中,最小的是多少?
課堂上講約數倍數,也就是講到質因數分解。所以,看到這樣不熟悉的題目,是不是有點厭惡?
我們先從約數好玩的地方講起。
我們知道,約數總是一對對的。比如6等於2×3,還可以等於1×6,所以6的約數有1、2、3、6,1和6是一對,2和3是一對。
既然約數總是成對出現,那麼怎麼會有9個約數呢,那個單身狗是誰?
只有一種情況,如果一個約數乘以它本身,比如2×2,那麼它就不再需要別人了(聽起來好慘)。所以,完全平方數的約數有奇數個。比如4的約數有1、2、4,9的約數有1、3、9。
好吧,我們先解決了一個一般化的問題:什麼樣的數有奇數個約數,並且還舉出了約數為3個的例子:
可這樣,離解題還差的遠呢。別著急,我們可以一步步來,先看看什麼樣的數有5個約數。
有5個約數的數肯定也是一個完全平方數,也可以寫成這個樣子:
這裡,約數a一定不是一個質數,還可以再拆開。那麼,a會不會也是個完全平方數呢?比如a=b×b,
那麼自然數N就有從1到b的四次方的5個約數。像16的約數就有1、2、4、8、16。所以,四次方數的約數正好是5個(嚴格點說,是質數的四次方)。
有了這個例子,我們就可以依次寫出7個約數的自然數:
和9個約數的自然數:
我們現在找到了有9個約數的數,這個數是一個八次方數。但是這個數是題目里要求的,最小的那個嗎?
我們要檢查一下前面的解題過程,確認中間沒有差錯。在找5個約數時,我們猜測a也是一個平方數。那麼,如果a不是平方數呢?比如a=bc,
這樣的數正好也有9個約數!最小的例子就是36。
下面的事情就簡單了,只要按照題目的意思逐個測試就可以了。最小的那個符合條件的數是196(2平方×7平方),而195正好有8個約數。
在回顧總結整個題目的時候,如果對上圖的左邊部分稍微熟悉一點,會發現這道題居然是一道隱藏起來的組合問題。
如果自然數N有質因數a1到ai,每個質因數分別有n1到ni個,那麼從中任取若干個質因數的組合數就是N的約數數。
這道題不需要很難的知識或者技巧,國小五年級可以做,成年人也可以做,不同年齡和知識背景會有不同的收穫。如果有個半小時悠閑時間,用放鬆的心情推算,一定會有意思。
可惜,大多數小孩學這道題,是為了參加競賽。要在7、8分鐘里做完,還要保證正確率,最好的辦法,只有刷題。再好的頭腦,再靈活的思維,都不如記住「有9個約數的數是a的八次方或a平方乘b平方」拿分快。
所以,就像有首歌唱的,如果你愛你的小孩,讓他去學數學,因為數學是天堂,如果你恨你的小孩,讓他去學數學,因為數學是地獄。

摘自於頭條新聞



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