你能算出陈琦采购的文具盒的只数与单价吗?
分析与解答
解答这道题绝非轻而易举的事儿,它包括若干具体概念。下面给出解答过程。
在这三箱整批购进的不同文具盒中,设买x角的文具盒x只,用了x2角;买y角的文具盒y只,用了y2角。这样,买第三种为(260-x-y)角的文具盒(260-x-y)只,用了(260-x-y)2角。
那么x2+y2+(260-x-y)2=26000
化简,得:x2-(260-y)x+y2-260y+20800=0,把这个式子看作含有x的一个二次方程式,得
(*)
由于x、y是自然数,因此一定有520y-15600-3y2=K2(K是非负整数),从而可化 简为(3y-260)2十3K2=20800。
由于三箱数量不等(总只数为260,因而三箱数量相等是不可能的),可假定最少一箱中的只数为y,显然 y<8),由此260-3y>0。进一步由
(3y-260)2十3k2=20800 及3k2≥0 有
所以y>38。
由于以2、3、7或8结尾的都不是整数的平方.因此,根据方程(260-3y)2+3k2=20801可有如下分析:
k2以0、1、4、5、6或9结尾;相对应的3k2以0、3、2、5、8 、 7结尾,于是,(260-3y)2必须以0,7,8,5,2,3结尾.但 没有平方数是以2、3、7或8结尾的,因此(260-3y)2一定 是以0或者5结尾,所以y一定是5的倍数。
这样,我们就确定了y的可能值,这个值是5的倍数,且38<y<87。
对每个7的值进行检验(这种方法简称为枚举检验),将数据展示如下:
y=40 | 45 | 50…80 | 85 |
(260-3y)2=19600 | 15625 | 12100…400 | 25 |
3k2=1200 | 5175 | 8700…20400 | 20775 |
k2=400 | 1725 | 2900…6800 | 6925 |
k=20 | -- | ---- | -- |
可以发现k和y的整数值只能是y=40,k=20.
回到(*)式,求得x=100或120.
因此,260-x-y=120或100.
这样,三箱分别装40只、100只、120只文具盒,三 箱中每只文具盒的单价分别是40角、100角、120角, 即4元、10元、12元.
[编者按]这是从一类古老的整数解问题中改编而来的数学趣味题。在解题过程中,我们必须注意到最后的枚举法检验是非常重要的。这种解题方法叫做计算试验,要用电子计算机来做,是现代重要的科学研究方法。我们认为,在初中阶段,可适当渗入计算试验的启蒙问题,但不要加重学生的负担。首先要弄出一批合适的问题,进一步可以研究教学方法。