作者DreamYeh (天使)
看板Math
标题Re: [中学] 连续正整数集合
时间Wed Nov 8 22:47:48 2023
※ 引述《DreamYeh (天使)》之铭言:
: 设a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8为8个严格递增的正整数
: 且集合 {|ai-aj| : 1≦ i,j ≦ 8 && i≠j} 为18个连续正整数组成的集合
: 求a7 - a2 = ?
: 原题图片支援:
: https://i.imgur.com/ehmC891.jpeg
: (我有求出一些数列合乎条件,但不知有否通解,如a1~an其中
: 若干项的差构成m个连续正整数集合)
赚批币的时间来罗!记得看到最後
说明一下本题在我的分析,欢迎做数学研究,更欢迎讨论
首先出处为
斗六高中举办的绿城盃数学竞赛 107年考题
https://drive.google.com/file/d/18xvLChD9cRWT2wmfOoBqrCn9jTwdfFMc/view
填充题第二题
首先应该大家都可轻易找出一个简单分析:
如果a1,a2,a3.....a8是一组合乎题意的解
则a1+m, a2+m, a3+m,. .... ,a8+m (m为任意整数)
也会是一组解
(因为计算的判定都是|ai-aj|)
因此在以下各组解中,不失
一般性假设a0=1
这样的假设可帮助我们更简单分析规律性
最开始我做这一题,很简单就从「连续数列与等差级数」来求解
很简单可找到公差为5的状况:
(5a+1 case)
a1=1,a2=2,a3=3,a4=4,a5=5
a6=11
a7=16
a8=19
简单证明他的|ai-aj|包含连续正整数1~18
1=2-1
2=3-1
3=4-1
4=5-1
5=16-11
6~10=11 - 5,4,3,2,1
11~15=16 - 5,4,3,2,1
16~18=19 - 2,1
(容易看出,要挑选到差为1-20也很简单,令a8=21即可,这也是原先的公差)
因此a7-a2=16-2 = 14(#)
=================
以为得解其实还没完呢分隔线========================
然而对照答案,发现竟然不对!!!
这时我蒙了~
这可是数学竞赛题目呀!解答怎会有错?一定是我出错!
但回来怎麽看也觉得我得到的数列合乎题意。
这....难道有第二组解?
我们立刻回来看!刚刚公差设为5,可不可能有4呢?
答案是.....有的
解答立即写为
a1~a8 (4a+1 case)
a1=1,a2=2,a3=3,a4=4
a5=9
a6=13
a7=17
a8=19
要证明|ai-aj|包含1-18正整数也完全相似
1~3用4和3,2,1去减
4=13-9
5~8用9和4,3,2,1去减
9~12用13和4,3,2,1去减
13~16用17和4,3,2,1去减
17=19-2
18=19-1
(也同样改一下a8就可以凑出17~20、这边是为了合乎题意)
在这情况下,a7-a2=17-2=15
这就是原本题目给的答案了
=========但还是没完=========
还有没有其他组解?
使用公差3可得以下这组解
a1~a8 (3a+1 case)
a1=1,a2=2,a3=3
a4=7
a5=10
a6=13
a7=16
a8=19
证明 |ai-aj|可得1~18的方法类似,因此不再证明
这也显然是一组无法反驳的解,
a7-a2 = 14
=======怎会这样分隔线=======
之後为避免我弄错题目,因此我有将这一题给一个数学系高手解
他用的思路跟我不同,最後得出以下两组解
1 2 3 4 5 11 16 19
1 2 3 4 5 10 15 19
很遗憾的a7-a2也一样有不同可能,14 or 13!
因此可得,这一题数学竞赛命题,是个
有瑕疵的命题!
他同时有不同解答,且难以反驳哪一个是对的。
不排除印刷错误的可能,但以目前线索,确实得到此结论
========延伸思考========
(
挑战!)
1.有没有可能仅用七个数a1,a2,....,a7
得到与原题目条件相同的数列?
也就是|ai-aj| 包括 1-18的不同组合?
这边先简单排列组合一下,C7取2,可以有
21种挑选ai,aj
的方法
但是否能顺利排出1到18不同的数?
目前找不到解答、但也无法证明办不到
以下给个尝试失败的数列:
{1,2,4,7,11,15,19} (差为12排不出来、其余1~18都排得出)
这一题解出者(或证明办不到),
悬赏500批币
2.给8个数字,{a1,a2,.......a8}
排出|ai-aj|=1~28的变化
也就是认定原本题目为印刷错误,因此问是否真有这种可能?
由於C8取2为28,最多就是28种差值变化,但你排看看就知道,
目前个人尝试最多的变化就是前面提到的
1,2,3,4,5,11,16,21,任两个数差值所构成的集合,
恰好为1到20的连续正整数序列
你是否能排出更大的连续整数(例如1到25、甚至1到28)呢?
(同样悬赏500)
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1F:推 LPH66 : 就记得有印象看过类似的东西, 找到关键字了: 11/08 22:53
2F:→ LPH66 : Golomb ruler 11/08 22:54
3F:→ LPH66 : 虽然这东西跟本题要的有点不同, 但应该有点相关性 11/08 22:56
4F:→ LPH66 : (Golomb ruler 要求所有差都相异, 这题只要连续差) 11/08 22:56
5F:推 AquaCute : 2.1~28办不到 设a1 = 1; a8 = 29 11/08 22:57
6F:推 AquaCute : 阿 等我一下 应该会改用回文的 11/08 22:59
7F:→ DreamYeh : 感谢L大 还以为这一题已经分析太复杂没人理了QQ 11/08 23:03
8F:推 AquaCute : 解了2.的一部分 想请问用程式辅助能领p币吗 11/08 23:17
9F:→ DreamYeh : 可以呀XD 11/08 23:22
10F:推 AquaCute : 已更新两题解答於回文 11/09 00:12