整數(shù)分拆問(wèn)題是一個(gè)古老而又十分有趣的問(wèn)題。所謂整數(shù)的分拆,就是把一個(gè)自然數(shù)表示成為若干個(gè)自然數(shù)的和的形式,每一種表示方法,便是這個(gè)自然數(shù)的一個(gè)分拆。整數(shù)分拆的要求通常是將一個(gè)自然數(shù)拆成兩個(gè)(或兩個(gè)以上)自然數(shù)的和,并使這些自然數(shù)的積最大(或最。;或拆成若干個(gè)連續(xù)自然數(shù)的和等等。下面舉例作出剖析。
例1 將14分拆成兩個(gè)自然數(shù)的和,并使這兩個(gè)自然數(shù)的積最大,應(yīng)該如何分拆?
分析與解 不考慮加數(shù)順序,將14分拆成兩個(gè)自然數(shù)的和,有1+13,2+12,3+11,4+10,5+9,6+8,7+7共七種方法。經(jīng)計(jì)算,容易得知,將14分拆成7+ 7時(shí),有最大積7×7=49。
例2 將15分拆成兩個(gè)自然數(shù)的和,并使這兩個(gè)自然數(shù)的積最大,如何分拆?
分析與解 不考慮加數(shù)順序,可將15分拆成下列形式的兩個(gè)自然數(shù)的和:1+14,2+13,3+12,4+11,5+10,6+9,7+8。顯見(jiàn),將15分拆成7+8時(shí),有最大積7×8=56。
注:從上述兩例可見(jiàn),將一個(gè)自然數(shù)分拆成兩個(gè)自然數(shù)的和時(shí),如果這個(gè)自然數(shù)是偶數(shù)2m,當(dāng)分拆成m+m時(shí),有最大積m×m=m2;如果這個(gè)自然數(shù)是奇數(shù)2m+1,當(dāng)分拆成m+(m+1)時(shí),有最大積m×(m+1)。
例3 將14分拆成3個(gè)自然數(shù)的和,并使這三個(gè)自然數(shù)的積最大,如何分拆?
分析與解 顯然,只有使分拆成的數(shù)之間的差盡可能地。ū热缡0或1),這樣得到的積才最大。這樣不難想到將14分拆成4+5+5時(shí),有最大積4×5×5=100。
例4 將14分拆成若干個(gè)自然數(shù)的和,并使這些自然數(shù)的積最大,如何分拆?
分析與解 首先應(yīng)該考慮分成哪些數(shù)時(shí)乘積才能盡可能地大。
首先分拆成的數(shù)中不能有1,這是顯而易見(jiàn)的。
其次分成的數(shù)中不能有大于4的數(shù),不然的話,將這個(gè)數(shù)再拆成2與另一個(gè)自然數(shù)的和,這兩個(gè)數(shù)的積一定比原數(shù)大。比如5=2+3,但5比2×3=6小。
又因?yàn)?=2×2,因此,可以考慮將14分拆成若干個(gè)2或3了。
注意到2+2+2=6,2×2×2=8;3+3=6,3×3= 9.因此,分拆成的數(shù)中如果有三個(gè)2,還不如換成兩個(gè)3。這樣可知,分拆成的數(shù)中至多只能有兩個(gè)2,其余都是3。
綜合上述結(jié)果,應(yīng)該將14分拆成四個(gè)3與一個(gè)2之和,即14=3+3+3+3+2,這樣可得到五個(gè)數(shù)的最大積3×3×3×3×2=162。
上述幾例是關(guān)于如何將一個(gè)自然數(shù)分拆成若干個(gè)自然數(shù)的和,并使它們的積最大的問(wèn)題。下面兩例則是如何將一個(gè)自然數(shù)按題目要求拆成若干個(gè)連續(xù)自然數(shù)的問(wèn)題。
例5 將1994分拆成若干個(gè)連續(xù)自然數(shù)的和,一共有多少種不同的方法?
分析與解 因1994=997×2=492+493+494+ 495,僅一種方法。所以,該題有唯一解。
例6 將35分拆成若干個(gè)連續(xù)自然數(shù)的和,一共有多少種不同的方法?
分析與解 由于35=5×7=7×5,因此35可以分拆成2+3+4+5+6+7+8或5+6+7+8+9,一共有兩種方法。