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趣味数学:三位合数A有质数个因数

趣味数学:三位合数A有质数个因数

作者: 易水樵 | 来源:发表于2022-05-04 22:07 被阅读0次

    2019年迎春杯数学竞赛5年级C卷题11

    有一个三位合数 AA 有质数个因数。老师把组成 A 的三个数字以及 A 的因数个数分别写在 4 张卡片上,随机发给 4 个聪明且诚实的同学甲、乙、丙、丁,4 人只能看到自己拿到的数。老师问:有人知道 A 是多少吗?

    甲、乙同时说:我知道。

    那么三位数 A 是几 ?


    【解析】

    我们先复习一下关于约数个数的知识。

    质数只有两个约数,一个是1,另一个是它本身;所以质数的约数个数一律为2.

    合数可以表示为其质因数的乘积的形式,如

    4=2^2

    6=2\times3

    60=2^2\times3^1\times5^1

    如果一个合数只有一个质因数,则可以表示为 a^n, 那么它的约数个数为 n+1 个;

    如果一个合数只有两个质因数,则可以表示为 a^n\times b^m, 那么它的约数个数为 (n+1)\times(m+1) 个;

    更多质因数的情况,可以依此类推.

    用文字表述就是:把所有质因数的指数加1后再相乘,就可以得到合数的约数个数.


    现在回到本题中. 因为 A 的因数个数是一个质数,所以它的质因数只有一个;

    又因为 A 是合数,所以质因数的指数大于1;

    于是我们知道,它应该是一个类似于 11^2, 5^2 这样的数.

    已知条件中还有一个要求:A 是一个三位数,就是说,它应该介于 100999 之间.

    满足以上要求的数并不是很多,马上就可以理出一份清单.

    合数 约数个数
    11^2=121 3
    13^2=169 3
    17^2=289 3
    19^2=381 3
    23^2=529 3
    5^4=625 5
    3^6=729 7
    29^2=841 3
    31^2=961 3

    从上面的清单可以看出:4,7 这两个数 “很有个性”,4 只出现了一次,而 7 出现了两次. 其余数字(包括 1,2,3,5,6,8,9 )都出现多次,缺乏个性.

    假如 A=841,只会有一个学生知道 A 的值;而现在有两个学生同时回答自己知道 A 的值,说明:A=729.


    【提炼与提高】

    「约数的个数」是初等数论的一个基本的知识点,也是小学数学竞赛中的常用考点.

    本题将数论与逻辑推理结合起来,难度不高,比较好玩.


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