2016年9月27日 星期二

颱風天解數學

颱風天Facebook上出現學弟提出的一個問題,感覺是個國中/國小數學競賽的程度,適合幾年沒碰數學的人回憶一下 orz

題目:98/49 = 8/4 = 2,相當於分母分子消掉重覆的數字9;64/16 = 4/1 = 4,相當於分母分子消掉重覆的數字6。還有其他解嗎?

為了定義清楚,以及稍微縮小範圍,以數學的語言重新描述:
找到所有a, b, c符合(10a+b)/(10c+a) = b/c,其中a, b, c為1~9的整數


  • 整理後得a(10c-b)=9bc,所以左方被9整除,考慮
    • a=9 → 10c-b=bc → 10c=b(c+1),右方為10的倍數,考慮
      • b=5 → c=1,95/19=5/1
      • 2|b → b=8, c=4,98/49=8/4
    • 9|10c-b,考慮
      • 10c-b = 9 ~ 81共九種可能性,不難發現都是b=c → a * 9b = 9b^2 → a=b,也就是無聊解99/99=9/9, 88/88=8/8, ..., 11/11=1/1
    • 3|a 以及 3|10c-b
      • a=3 → 10c-b=3bc → 10c=b(3c+1),類似前面的分析可知無論b=5或2都無解
      • a=6 → 20c=b(3c+2),考慮
        • b=5, c=2,65/26=5/2
        • 3c+2=5, c=1, b=4,64/16=4/1
回過頭來考慮其他三類型:
  • (10 a+b)/(10a+c)=b/c 或 (10b+a)/(10c+a)=b/c 都會是無聊解因為就是分子分母一樣
  • (10b+a)/(10a+c)=b/c其實就是前面的解b, c互換,變成19/95=1/5,49/98=4/8,26/65=2/5,16/64=1/4