下面給出的這道趣味數(shù)學(xué)題是由加拿大艾伯塔大學(xué)的數(shù)學(xué)家里奧·莫賽爾專為愚人節(jié)所作.這樣的提示似乎很明顯,那就是大家不要被這則問題嚇倒,其中定然暗含玄機(jī).
數(shù)學(xué)家設(shè)計(jì)的問題是:下面是一個(gè)28位數(shù),中間有10個(gè)空缺的位置,如果請(qǐng)你在空位中填上數(shù)字0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,且每個(gè)數(shù)字只能使用一次,那么得到的這些28位數(shù)是396的倍數(shù)的可能性是多少?
5__383__8__2__936__5__8__203__9__3__76
乍一看,這的確是個(gè)嚇人的問題.因?yàn)樵?0個(gè)空位上填上0~9,共有10×9×8×7×6×5×4×3×2×1=3628800種情況,也就是說,會(huì)得到三百多萬(wàn)個(gè)不同的28位數(shù),要驗(yàn)證如此多的數(shù)能否被396整除,需要試驗(yàn)篩選的次數(shù)是難以想象的.既然這龐大的28位數(shù)難以下手,那么不妨換個(gè)方向思考,研究已知條件中出現(xiàn)的另一個(gè)數(shù)字396.通常情況下,我們應(yīng)該從分解396的因數(shù)入手,稍加試驗(yàn)可得396=4×9×11,這樣問題就得到了轉(zhuǎn)化:一個(gè)數(shù)要是396的倍數(shù),必須同時(shí)是4的倍數(shù)、9的倍數(shù)和11的倍數(shù).有了這樣的判斷,探索的思路頓時(shí)開闊了許多.
根據(jù)“數(shù)的整除特征”,一個(gè)數(shù)是4的倍數(shù),那么這個(gè)數(shù)的最后兩位組成的數(shù)是4的倍數(shù);一個(gè)數(shù)是9的倍數(shù),那么這個(gè)數(shù)的所有數(shù)字之和是9的倍數(shù);一個(gè)數(shù)是11的倍數(shù),那么這個(gè)數(shù)的奇數(shù)位上的數(shù)字之和與偶數(shù)位上的數(shù)字之和的差是11的倍數(shù).這也就是說,396的倍數(shù)必須同時(shí)滿足:末兩位是4的倍數(shù),所有的數(shù)字之和是9的倍數(shù),奇數(shù)位上的數(shù)字之和與偶數(shù)位上的數(shù)字之和的差是11的倍數(shù).有了這個(gè)針對(duì)性的結(jié)論,就立刻有了探求的目標(biāo).
觀察第一步可知,5__383__8__2__936__5__8__203__9__3__76這個(gè)28位數(shù)的末兩位為76,是4的倍數(shù),所以不管如何填空,可斷定它是4的倍數(shù);第二步計(jì)算可知,28位數(shù)中已知的所有數(shù)位的數(shù)字之和是5+3+8+3+8+2+9+3+6+5+8+2+0+3+9+3+7+6kgW2mVKL5t7NvT69SVxs8gzyKfULeuYl3ly7V1bTQ/E==90,是9的倍數(shù),而空位上的數(shù)字之和肯定是0+1+2+3+4+5+6+7+8+9=45,也是9的倍數(shù),那么可以斷定,無(wú)論空位上0~9的順序如何,所有的28位數(shù)都是9的倍數(shù);第三步仍然是簡(jiǎn)單的計(jì)算,5__383__8__2__936__5__8__203__9__3__76奇數(shù)位上的數(shù)字之和是5+3+3+8+2+9+6+5+8+2+
3+9+3+7=73,偶數(shù)位上除了空位之外的數(shù)字之和是8+3+0+6=17,而所有的10個(gè)空位都出現(xiàn)在偶數(shù)位上,也就是說,這10個(gè)空位的數(shù)字之和45也應(yīng)該加在17上,即偶數(shù)位上的數(shù)字之和是45+17=62,可以看出,73-62=11,即奇數(shù)位上的數(shù)字之和與偶數(shù)位上的數(shù)字之和的差也是11的倍數(shù).
至此,玄機(jī)顯露.原來不管空位上的0~9如何填寫,得到的所有28位數(shù)統(tǒng)統(tǒng)都是396的倍數(shù),它們形式各異卻個(gè)性相同,細(xì)細(xì)品味,則有 “另辟蹊徑則曲徑通幽,峰回路轉(zhuǎn)則柳暗花明”的妙趣.由此看來,這種“不走尋常路”的策略,值得回味和反思!