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2015 年中科大少年班初试 · 第 6 题
F3填空题数论
设三个整数a<b<c满足a+b+c=27、abc=200,则c=。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:20
解析
思路
先排除两负一正的符号可能,再以最小正因子的范围进行有限分类。
解答
积为正且和为二十七,三个数若不全正,只能为两负一正。此时写为 −u,−v,c,其中 u,v>0,有 c=27+u+v>27 且 c∣200,所以 c≥40。于是 uv=200/c≤5,但 u+v=c−27≥13,与 u+v≤uv+1≤6 矛盾。 故三数全正。最小者 a<3200<6 且整除二百,只须 a=1,2,4,5。对应 b+c=27−a,bc=200/a:a=1 无实根;a=2 得 (b,c)=(5,20);a=4 判别式为三百二十九,非平方;a=5 得无序根二与二十,不符合 a<b。所以唯一为 (2,5,20),c=20。
复核
2+5+20=27、2⋅5⋅20=200 且严格递增。排负数时用了 (u−1)(v−1)≥0,该不等式对全部正整数 u,v 成立,未预设原题三数全正。
方法总结
整数的和积问题先完整核符号,再用最小正数的立方界限制因子,二次根与排序同时筛选。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
先穷尽整数的正负组合,再用因子界限制最小正数,结合根的和积与严格大小关系筛全候选。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:有限枚举与去重、配成乘积,枚举因数对
专题卡:添项配积与因数配对、排序限界与有限分类