來自美國的超難奧數題,誰說美利堅的數學競賽不難?(19年6月30日)
家長是孩子最好的老師,
這是奧數君第895天給出奧數題講解。
今天的題目是分數問題,
題目來自美國的一次數學競賽,
解題所用知識不超過小學6年級。
題目(超5星難度):
a和b都是非零的自然數,且b小於100。把分數a/b化為小數以後,小數點後會不會出現連續三位數是143的情況?
輔導方法:
將題目寫給小朋友,
讓他自行思考解答,
若20分鐘仍然沒有思路,
再由家長進行提示性講解。
講解思路:
這道題屬於分數問題,
雖然題目非常簡短,
但難度很高簡直無從下手。
要想說明可能會出現143,
需要構造出相應的a/b;
要想說明不會出現143,
需要給出嚴格的證明。
在此說個小技巧,
大部分問會不會的題目,
答案多數是不會,
思考時要重點從證明的角度著手。
由於143的位置是任意的,
得要辦法固定它們的位置。
因此總的解題思路是:
假設會出現連續三位數是143,
看能否推出矛盾。
首先把小數化為0.143...的形式,
然後利用b的範圍不大於100
步驟1:
先思考第一個問題,
假設會出現連續三位數是143,
把小數轉化為0.143...的形式。
如果小數點後第k+1個數字起,
連續三位數是143,
則a/b乘以10^k後,
(註:10^k表示10的k次方。)
就會變成0.143…的形式。
故存在自然數m,
使a/b*10^k=m+0.143…,
化簡即(a*10^k-m*b)/b=0.143…。
因此存在自然數n=a*10^k-m*b,
使n/b=0.143…。
步驟2:
再思考第二個問題,
考慮使用b的範圍。
由於0.143 <=0.143… <0.144,
故0.143 <=n/b <0.144,
兩端同時乘以1000b可得:
143b <= 1000n < 144b,
注意到143*7=1001,144*7=1008,
兩端同時乘以7可得:
1001b <= 7000n < 1008b,
兩端同時減去1000b有:
b <= 7000n-1000b < 8b。
由於b>=1,
故1 <= 7000n-1000b;
由於b < 100,
故7000n-1000b < 800。
因此1 <= 7000n-1000b< 800。
步驟3:
綜合上述幾個問題,
考慮原題目的答案。
在步驟2中得到了7000n-1000b的範圍,
由於7000n-1000b=1000(7n-b),
故7000n-1000b是1000的整數倍。
但1到800之間沒有1000的整數倍,
出現矛盾。
這是因為假設的條件並不成立,
所以不會出現連續三位數是143。
思考題(3星難度):
在十進位下的無限循環小數a,在7進位下還一定是無限循環小數嗎?
獲得思考題答案方法:
關注微信公眾號「每天3道奧數題」(tiantianaoshu)
微信回復「20190630」可獲得思考題答案。
註:過4個月之後,關鍵詞回復可能失效。
同類題目鏈接:
19年6月3日題目(單位分數問題)
19年5月29日題目(分數問題)
19年5月2日題目(單位分數問題)
19年4月21日題目(分數問題)
18年7月30日題目(循環小數)
推薦閱讀: