下面给出的这道趣味数学题是由加拿大艾伯塔大学的数学家里奥·莫赛尔专为愚人节所作.这样的提示似乎很明显,那就是大家不要被这则问题吓倒,其中定然暗含玄机.
数学家设计的问题是:下面是一个28位数,中间有10个空缺的位置,如果请你在空位中填上数字0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,且每个数字只能使用一次,那么得到的这些28位数是396的倍数的可能性是多少?
5__383__8__2__936__5__8__203__9__3__76
乍一看,这的确是个吓人的问题.因为在10个空位上填上0~9,共有10×9×8×7×6×5×4×3×2×1=3628800种情况,也就是说,会得到三百多万个不同的28位数,要验证如此多的数能否被396整除,需要试验筛选的次数是难以想象的.既然这庞大的28位数难以下手,那么不妨换个方向思考,研究已知条件中出现的另一个数字396.通常情况下,我们应该从分解396的因数入手,稍加试验可得396=4×9×11,这样问题就得到了转化:一个数要是396的倍数,必须同时是4的倍数、9的倍数和11的倍数.有了这样的判断,探索的思路顿时开阔了许多.
根据“数的整除特征”,一个数是4的倍数,那么这个数的最后两位组成的数是4的倍数;一个数是9的倍数,那么这个数的所有数字之和是9的倍数;一个数是11的倍数,那么这个数的奇数位上的数字之和与偶数位上的数字之和的差是11的倍数.这也就是说,396的倍数必须同时满足:末两位是4的倍数,所有的数字之和是9的倍数,奇数位上的数字之和与偶数位上的数字之和的差是11的倍数.有了这个针对性的结论,就立刻有了探求的目标.
观察第一步可知,5__383__8__2__936__5__8__203__9__3__76这个28位数的末两位为76,是4的倍数,所以不管如何填空,可断定它是4的倍数;第二步计算可知,28位数中已知的所有数位的数字之和是5+3+8+3+8+2+9+3+6+5+8+2+0+3+9+3+7+6kgW2mVKL5t7NvT69SVxs8gzyKfULeuYl3ly7V1bTQ/E==90,是9的倍数,而空位上的数字之和肯定是0+1+2+3+4+5+6+7+8+9=45,也是9的倍数,那么可以断定,无论空位上0~9的顺序如何,所有的28位数都是9的倍数;第三步仍然是简单的计算,5__383__8__2__936__5__8__203__9__3__76奇数位上的数字之和是5+3+3+8+2+9+6+5+8+2+
3+9+3+7=73,偶数位上除了空位之外的数字之和是8+3+0+6=17,而所有的10个空位都出现在偶数位上,也就是说,这10个空位的数字之和45也应该加在17上,即偶数位上的数字之和是45+17=62,可以看出,73-62=11,即奇数位上的数字之和与偶数位上的数字之和的差也是11的倍数.
至此,玄机显露.原来不管空位上的0~9如何填写,得到的所有28位数统统都是396的倍数,它们形式各异却个性相同,细细品味,则有 “另辟蹊径则曲径通幽,峰回路转则柳暗花明”的妙趣.由此看来,这种“不走寻常路”的策略,值得回味和反思!