3.2 枚舉法
枚舉法(也稱為窮舉法)是把討論的對(duì)象分成若干種情況(分類),然后對(duì)各種情況逐一討論,最終解決整個(gè)問題。
運(yùn)用枚舉法有時(shí)要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆诸悾诸惖脑瓌t是不重不漏。正確的分類有助于暴露問題的本質(zhì),降低問題的難度。數(shù)論中最常用的分類方法有按模的余數(shù)分類,按奇偶性分類及按數(shù)值的大小分類等。
例6 求這樣的三位數(shù),它除以11所得的余數(shù)等于它的三個(gè)數(shù)字的平方和。
分析與解:三位數(shù)只有900個(gè),可用枚舉法解決,枚舉時(shí)可先估計(jì)有關(guān)量的范圍,以縮小討論范圍,減少計(jì)算量。
設(shè)這個(gè)三位數(shù)的百位、十位、個(gè)位的數(shù)字分別為x,y,z。由于任何數(shù)除以11所得余數(shù)都不大于10,所以
x2+y2+z2≤10,
從而1≤x≤3,0≤y≤3,0≤z≤3。所求三位數(shù)必在以下數(shù)中:
100,101,102,103,110,111,112,
120,121,122,130,200,201,202,
211,212,220,221,300,301,310。
不難驗(yàn)證只有100,101兩個(gè)數(shù)符合要求。
例7 將自然數(shù)N接寫在任意一個(gè)自然數(shù)的右面(例如,將2接寫在35的右面得352),如果得到的新數(shù)都能被N整除,那么N稱為魔術(shù)數(shù)。問:小于2000的自然數(shù)中有多少個(gè)魔術(shù)數(shù)?
對(duì)N為一位數(shù)、兩位數(shù)、三位數(shù)、四位數(shù)分別討論。
N|100,所以N=10,20,25,50;
N|1000,所以N=100,125,200,250,500;
。4)當(dāng)N為四位數(shù)時(shí),同理可得N=1000,1250,2000,2500,5000。符合條件的有1000,1250。
綜上所述,魔術(shù)數(shù)的個(gè)數(shù)為14個(gè)。
說明:(1)我們可以證明:k位魔術(shù)數(shù)一定是10k的約數(shù),反之亦然。
(2)這里將問題分成幾種情況去討論,對(duì)每一種情況都增加了一個(gè)前提條件,從而降低了問題的難度,使問題容易解決。
例8 有3張撲克牌,牌面數(shù)字都在10以內(nèi)。把這3張牌洗好后,分別發(fā)給小明、小亮、小光3人。每個(gè)人把自己牌的數(shù)字記下后,再重新洗牌、發(fā)牌、記數(shù),這樣反復(fù)幾次后,3人各自記錄的數(shù)字的和順次為13,15,23。問:這3張牌的數(shù)字分別是多少?
解:13+15+23=51,51=3×17。
因?yàn)?/span>17>13,摸17次是不可能的,所以摸了 3次, 3張撲克牌數(shù)字之和是17,可能的情況有下面15種:
、1,6,10 、1,7,9 、1,8,8
、2,5,10 ⑤2,6,9 、2,7,8
、3,4,10 、3,5,9 ⑨3,6,8
、3,7,7 (11)4,4,9 (12)4,5,8
(13)4,6,7 (14)5,5,7 (15)5,6,6
只有第⑧種情況可以滿足題目要求,即
3+5+5=13;3+3+9=15;5+9+9=23。
這3張牌的數(shù)字分別是3,5和9。
例9 寫出12個(gè)都是合數(shù)的連續(xù)自然數(shù)。
分析一:在尋找質(zhì)數(shù)的過程中,我們可以看出100以內(nèi)最多可以寫出7個(gè)連續(xù)的合數(shù):90,91,92,93,94,95,96。我們把篩選法繼續(xù)運(yùn)用下去,把考查的范圍擴(kuò)大一些就行了。
解法1:用篩選法可以求得在113與127之間共有12個(gè)都是合數(shù)的連續(xù)自然數(shù):
114,115,116,117,118,119,120,
121,122,123,124,125,126。
分析二:如果12個(gè)連續(xù)自然數(shù)中,第1個(gè)是2的倍數(shù),第2個(gè)是3的倍數(shù),第3個(gè)是4的倍數(shù)……第12個(gè)是13的倍數(shù),那么這12個(gè)數(shù)就都是合數(shù)。
又m+2,m+3,…,m+13是12個(gè)連續(xù)整數(shù),故只要m是2,3,…,13的公倍數(shù),這12個(gè)連續(xù)整數(shù)就一定都是合數(shù)。
解法2:設(shè)m為2,3,4,…,13這12個(gè)數(shù)的最小公倍數(shù)。m+2,m+3,m+4,…,m+13分別是2的倍數(shù),3的倍數(shù),4的倍數(shù)……13的倍數(shù),因此12個(gè)數(shù)都是合數(shù)。
說明:我們還可以寫出
13!+2,13!+3,…,13!+13
。ㄆ渲n!=1×2×3×…×n)這12個(gè)連續(xù)合數(shù)來。
同樣,
。m+1)!+2,(m+1)!+3,…,(m+1)!+m+1是m個(gè)連續(xù)的合數(shù)。