先看题
一个自然数N共有9个约数,而N-1恰有8个约数。满足条件的自然数中,最小的是多少?
课堂上讲约数倍数,也就是讲到质因数分解。所以,看到这样不熟悉的题目,是不是有点厌恶?
我们先从约数好玩的地方讲起。
我们知道,约数总是一对对的。比如6等于2×3,还可以等于1×6,所以6的约数有1、2、3、6,1和6是一对,2和3是一对。
既然约数总是成对出现,那么怎么会有9个约数呢,那个单身狗是谁?
只有一种情况,如果一个约数乘以它本身,比如2×2,那么它就不再需要别人了(听起来好惨)。所以,完全平方数的约数有奇数个。比如4的约数有1、2、4,9的约数有1、3、9。
好吧,我们先解决了一个一般化的问题:什么样的数有奇数个约数,并且还举出了约数为3个的例子:
可这样,离解题还差的远呢。别着急,我们可以一步步来,先看看什么样的数有5个约数。
有5个约数的数肯定也是一个完全平方数,也可以写成这个样子:
这里,约数a一定不是一个质数,还可以再拆开。那么,a会不会也是个完全平方数呢?比如a=b×b,
那么自然数N就有从1到b的四次方的5个约数。像16的约数就有1、2、4、8、16。所以,四次方数的约数正好是5个(严格点说,是质数的四次方)。
有了这个例子,我们就可以依次写出7个约数的自然数:
和9个约数的自然数:
我们现在找到了有9个约数的数,这个数是一个八次方数。但是这个数是题目里要求的,最小的那个吗?
我们要检查一下前面的解题过程,确认中间没有差错。在找5个约数时,我们猜测a也是一个平方数。那么,如果a不是平方数呢?比如a=bc,
这样的数正好也有9个约数!最小的例子就是36。
下面的事情就简单了,只要按照题目的意思逐个测试就可以了。最小的那个符合条件的数是196(2平方×7平方),而195正好有8个约数。
在回顾总结整个题目的时候,如果对上图的左边部分稍微熟悉一点,会发现这道题居然是一道隐藏起来的组合问题。
如果自然数N有质因数a1到ai,每个质因数分别有n1到ni个,那么从中任取若干个质因数的组合数就是N的约数数。
这道题不需要很难的知识或者技巧,小学五年级可以做,成年人也可以做,不同年龄和知识背景会有不同的收获。如果有个半小时悠闲时间,用放松的心情推算,一定会有意思。
可惜,大多数小孩学这道题,是为了参加竞赛。要在7、8分钟里做完,还要保证正确率,最好的办法,只有刷题。再好的头脑,再灵活的思维,都不如记住“有9个约数的数是a的八次方或a平方乘b平方”拿分快。
所以,就像有首歌唱的,如果你爱你的小孩,让他去学数学,因为数学是天堂,如果你恨你的小孩,让他去学数学,因为数学是地狱。
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