内容正文:
第4讲 整数拆分问题
专题概述
整数拆分,顾名思义就是把一个自然数表示成若干个自然数的和的形式,每一种表示方法,便是一种自然数的拆分。在面临整数拆分问题时我们常会遇到以下几种题型:
(1)要求将一个自然数拆成两个(或两个以上)自然数的和,并使这些自然数的积最大(或最小)的问题;
(2)要求将一个自然数拆成几个连续自然数的和,或几个等差连续自然数的和的问题;
(3)已知几个自然数,要求组成一个特定自然数的所有情况的问题;
(4)以上几种情形的综合运用。
典型例题1
把19分成几个自然数(可以相同)的和,再求出这些数的乘积,并且要使得到的乘积尽可能大,最大乘积是多少?
分析 要使乘积尽可能大,把19分成的几个自然数中,3要尽量多且不能有1,所以应把19分成5个3及1个4的和。最大乘积为3×3×3×3×3×4=972。
解 19=3+3+3+3+3+4,所以最大乘积为3×3×3×3×3×4=972。
思维训练1
1.把7拆分成几个自然数相加的形式(0除外),共有多少种不同的拆分方法?
2. 三个自然数的积为40,这三个数分别为多少时,它们的和最小?最小为多少?
典型例题2
将364拆分成7个自然数的和,使这7个数从小到大排成一行后,相邻两个数的差都是5.第1个数与第6个数分别是几?
分析 这7个数中第4个数是中间数,它是这7个数的平均数,即364÷7=52。因为相邻两个数的差都是5,所以这7个数是37,42,47,52,57,62,67。故第1个数是37,第6个数是62。
解 第1个数是37,第6个数是62。
思维训练2
1. 将15本书分成数量不同的4叠,共有多少种不同的分法?
2. 把70拆分成11个不同的非零自然数之和,这样的拆分方式一共有多少种?
典型例题3
求满足下列条件的最小自然数:它既可以表示为11个连续自然数之和,又可以表示为12个连续自然数之和,还可以表示为13个连续自然数之和。
分析 11个连续自然数之和是其中第6个数的11倍,12个连续自然数之和是其中第6 个和第7个数的和的6倍,13个连续自然数之和是其中第7个数的13倍。这样,可以表示为 11个,12个,13个连续自然数之和的数必是11,6和13的倍数,故最小的这样的数是[11,6,
13]=858。对858进行拆分可利用平均数,采取“以平均数为中心,向两边推进”的方法。例如,858÷11=78,则11个连续的自然数为73,74,75,76,77,78,79,80,81,82,83。所以858是满足条件的最小自然数。
解 这个数是11,6和13的倍数,最小为[11,6,13]=858。
答:858是满足条件的最小自然数。
思维训练3
1. 将135个人分成若干个小组,要求任意两个组的人数都不同,最多可以分成多少组?
2. 把456表示成若干个连续自然数的和,要求写出所有的表达式。(如9可以有两种表达形式:9=4+5=2+3+4)
典型例题4
有面值为1分,2分,5分的硬币各4枚,用它们去支付2角3分。问:有多少种不同的支付方法?
分 析 要支付2角3分,最多只能使用4枚5分币。因为全部1分和2分币都用上时,共值12分,所以最少要用3枚5分币。当使用3枚5分币时,5×3=15(分),23 — 15=8(分),所以使用2分币最多4枚,最少2枚
解 当使用3枚5分币时:
23=15+(2+2+2+2),
23=15+(2+2+2+1+1),
23=15+(2+2+1+1+1+1),
共有3种支付方法。
当使用4枚5分币时,5×4=20(分),23-20=3(分),所以最多使用1枚2分币,或不使用。
23=20+(2+1),
23=20+(1+1+1),
共有2种支付方法 。
所以共有2 + 3 = 5 (种)支付方法 。
答:总共有5种不同的支付方法 。
思维训练4
1.电视台要播放一部3 0集电视连续剧,若要求每天安排播出的集数互不相等,则该电视连 续剧最多可以播几天?
2. 把3 7拆分成若干个不同的质数之和,有多少种不同的拆分方法?将每一种拆分方法拆出的质数相乘,得到的乘积中,哪个最小?
竞赛强化
1.将1 0分成若干个自然数的和(允许有相同的) ,使得这些自然数的乘积最大,这个乘积是( )。
A. 27 B. 36 C.32 D.25
2 . 3个孩子分2 0个苹果,每人至少一个,要求每人分得的苹果个数是整数,分配方案有( ) 种 。
A.64 B.380 C. 171 D.190
3.将1 2分成若干个自然数的和(不允许有相同的) ,使得这些自然数的乘积最大,这个乘积是( )。
4. 将1 4拆成3个自