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第2章 奇妙的数字(1)

数字花絮

十个阿拉伯数字,像五彩缤纷的花絮。四种运算符号+、-、×、÷,如变幻多姿的魔棒。数字与符号的组合分化,则构建一道道迷人的风景线,它牵动着多少智者的神经,激荡起几多想像和思考。

一代代人的耕耘培育,使数学园地繁花似锦,光彩夺目。这里的每一个数字都是一朵彩色的花瓣,这里的每一道问题都诱发出迷人的魅力。一些题隐去了数字,只呈现一片虚幻的空白。每一块空白又都是一个等待回答的问号,扑朔迷离,直令人魂牵梦绕。

再没有比“悬念”更能激发思考了!空白虚幻之中却又隐藏种种技巧。数字趣题虽没有像应用题、故事或游戏趣题那样的事件、情节,往往只透露一点点信息,却要求从已知的点滴信息中,推出它的整体面貌。它像一团雾,像一个谜,虽然一时看不清,抓不住,却又有着实实在在的答案。这样,就更加激人深思,引人思考。一经入目,必欲弄个水落石出。

数字趣题中,有的是在一个算式中只保留部分数字,而将另一些数字隐去,只用“□”、“☆”或其他文字符号来替代。要求根据已有的数字,运用分析、推理,将被隐去的数字复原,使算式完整,成立。这种趣题,在我国古代称为“虫蚀算”,意思是,本来很完整的算式,被书虫啃蚀了,因而,数字便残缺不全。有的只提供一些数字,要求添加运算符号或巧妙组合,使它们符合规定的条件。

有的是通过数字的排列组合出现一些奇妙的有规律的现象。如幻方、数阵,它们纵横或周边,在同一直线上的各个数字之和,都为同一数值,奇幻迷人。

数字趣题,依其表现形式,常见的有以下数种:

1.竖式谜

2.横式谜

3.填空谜

4.幻方

5.数阵

解数字谜,要根据四则运算的法则、规律,对照已知条件,理清数与数间的内在联系,先易后难,由此及彼,使被隐去或要求填写的数字,一个一个地暴露出来。从而拨开迷雾,显出“庐山真面目”。幻方和数阵的制作,则更有一套独特的方法。

解数字趣题,如同侦察员破案一样,开始如理乱麻,渐渐便理清线索,继而顺藤摸瓜,最终便真相大白了!

竖式谜

在加、减、乘、除四则运算中,比较复杂的题目,都要先列竖式进行演算。

常见的竖式,都是单纯的求和或差,或积或商。竖式谜,却只提供不完全的条件。有时给出几个或一个数字,隐去了其他各数;有时一个数字也没有,只用“□”或“★”等特殊符号,把竖式的框架显示出来。

这种竖式看上去像一团迷雾,扑朔迷离,简直是个没解开的谜。只有熟练算法、算理,根据已提供的点滴信息,分析、推理,顺藤摸瓜,才能使一个个隐去的数字重新出现。

解加、减法的竖式谜,主要根据进位、退位情况,进行分析、判断。乘、除法,除了考虑进、退位问题,还要根据乘、除法的法则,认真推敲。一般要先将容易找出的数字填出来,这样,未知数的范围便越来越小,最终便可找出全部隐藏的数字。

解数字谜,如同侦察员破案一样,新奇、有趣。

例1解:加数都是两位数,从第一个加数个位是5与和的个位数是9,可以推断第二个加数的个位数必定是4。即5+?=9。从和的百位数与十位数是18,可断定,两个加数的十位数都是9,这样,谜便揭开了。

例2解:三个加数,只知道其中两个加数的个位分别是7、5,而和的个位却是8,肯定是进位造成的。从7+5+?=□8,可判断另一个加数的个位必为6,十位上5+□+7=□7,可断定:□加上个位进上来的1是5,去掉进上来的1应是4。百位上2+□=6,可知:□=4,去掉进上来的1,□=3。

例3解:这个减法算式,只告知了减数是1,被减数、减数都不知道!全式应有八个数字,其中七个都是未知数,初看是比较难解的。但是认真分析一下减法算式各部分的数位,便可以找到突破口。被减数有四位,减去1后,差却成了三位数,只有相减时连续退位,才会如此。那么,什么数减去1需要向高位借数呢?只有“0”!而最高位退1后成了0,表明被减数的最高位就是“1”。这样,就可以断定被减数是1000。知道了被减数和减数,差就迎刃而解了。

例4解:个位上,被减数是7,差是6,可知减数是1。十位上,减数是8,差是9,可知被减数必小于8,借位后才使差比减数大的。那么,?-8=9,可知被减数十位上是7。再看百位,因为被减数是四位数。相减后,成了三位数,差的百位数又是9,从而断定,被减数的百位上是0,千位上必定是1了。

例5解:这是个三位数与一位数相乘的算式。被乘数只知道十位数是2,积只知道个位数是2,乘数是7,其余都是未知数!但是从个位的一个数与7相乘,积的个位数是2,可推断被乘数的个位数只能是6。6×7=42,十位上进4。被乘数的十位数是2,20×7=140,加上进位的4,积的十位应是8,进位1。从积是三位数,可断定被乘数的百位数必为1(因为若大于1,积则为四位数了!),1×7=7,加上进上来的1,积的百位数便是8了。

例6解:这是个四位数与两位数相乘的算式。从乘数的个位数9和部分积个位是7,可推知被乘数的个位是3,进2。据此,推知被乘数的十位是8,8×9=72,加上进位2,才符合积的十位数得4的要求。再根据积的百位数是5,推知被乘数百位是2,2×9=18,加上进位7,得5,进2。继而推知被乘数千位是5,5×9=45,加上进位2,才可得积的千位数7。

从被乘数是5283和第二部分积中的5,可以推断乘数的十位数,因为被乘数的前两位是5、2,经过尝试,乘数的十位数只能是3。

至此,其他各数字,便容易得出了。

例7解:为了分析,我们将题中的关键位置用字母标出。

算式中,只有被乘数与2的积是四位数,与A、B的积都仍是三位,从而断定A=B=1。以此为突破口,再追寻其他。

其中,部分积D与完全积中的C,也很明显是1。D由“□×2”得来,最大的一位数乘2也只能进1。由D=1,断定C=1。

知道D=1,“D+E”又进位,推断E不是8必是9。如果E是8,则F非6即7,但是F+8=9,所以E不可能是8。

部分积“GH□”和“E8□”都是被乘数与1相乘得到的,所以,E=G=9,H=8。

知道了H=8,从“8+K=□2”断定K=4。K是被乘数与2相乘得到的,乘2后积的尾数是4的只有2或7。

再通过一些试算,算式中的数字,便一个个都推断了出来。

例8解:在乘法中,积的位数估算方法是:看被乘数与乘数首数相乘的积:

首数相乘满10时:积的位数=被乘数位数+乘数位数

首数相乘不满10时:积的位数=被乘数位数+乘数位数-1

本题是三位数与两位数相乘,积为四位数。可知,属首数相乘不满10的。由此断定,被乘数的首位是1。再由两部分积首位相加不进位,断定被乘数的十位数也只能是1。被乘数的个位数,则根据积是四位数,参照乘数的十位数8,相乘后,部分积的首位不能满10,断定必是2。

例9解:这个除式中,除了告知商中两个数字外,其余的全是未知数!初看很难。但是,当认真观察全式后,便可发现线索:除数是两位数,与商的首位相乘,其积是三位数,而与商中的8相乘,则积是两位数了,从而可断定:①商的首位是9;②除数的首位是1;③除数的个位数字,一定小于或等于2。因为,1□中个位若是3,与8乘积就是三位数了;个位若是1,与商的首位9乘,又不是三位数了。可知,必为2。即除数是12。

再看商的十位数。从商98□7,对照除式是落下一位不够除的,才连落两位数,这样,又可断定,十位上的商是0。

已经知道了除数和商,被除数便是:12×9807=117684。

例10解:首先要找出解题的突破口。

从余数是0,表明商与除数相乘得138,即“2□×6=138”,一个数乘6个位是8的只有3和8,但是2□方框中若是8,便不合题意,因为28×6≠138。

确定了除数是23,23×6=138,则被除数的个位数也必是8。

再从商的十位数□与除数23相乘得184,即23×□=184,可知商的十位数也是8。

商的百位数已知是1,与除数23相乘仍是23,从首商差的数字是19,可推断被除数的首位数字应是4。

例11解:这是除数是三位数的除法。

商的百位是1,它与除数相乘的积个位是5,可知除数的个位也是5,即除数是215,从而可知第一次相减余55,拉下9,得559。被除数的千位数必是7。

再看559被215除应商几呢?从相减余下9,可知商的百位数是2。余129,再拉下0,继续除。

除数215的多少倍是1290呢?从而又确定了商的个位数是6。

例12解:这道题被除数是六位数,除数和商都是三位数,这么复杂的除式,知道的数字只有一个8,要将那些隐去的数字都找出来,就要有侦察员破案的精神。

从除数与8相乘的积是三位数,而除数与商的百位和个位相乘都得四位数,说明商的百位和个位都比8大,那就只能是9了。

即完全商是989。

从除数乘9得四位数,断定除数百位是1,否则与8乘也是四位数了。

同理,商的十位数也必须比较小。经对照商与乘积关系,反复尝试,确定了除数是112。这样,其他各数便不难推断了。

例13解:这是一道六位数除以两位数,商是四位数的除法算式。整个算式中,只知道商的末位数字是5,要我们把全部数字都找出来,真是个难解的谜!从何处下手呢?

首先要认真观察算式特点,由易到难,顺藤摸瓜。一般都是从除数、商与被除数的关系进行推导。

在除法中,余数必须小于除数,落下被除数中的一位后,仍不够除,必须在商的空位上补0。由竖式特点,可判定商的百位数是0。

商的千位数是几呢?从商的百位数是0,可推断,被除数的首位数和第一次余数的首位数必定是1,由此,又可推断,如果除数是11,商的千位数是9,如果除数是99,商的千位数是1。因为三位数减去两位数,余数是1的,只能是100-99,而从除式的末尾看,商与除数的积只有两位数,除数若是99,那么与商的末位数5相乘,便是三位数了!所以,除数只能是11。

同样,根据除式的特点及已推知除数是11,可断定,商数的十位数也是9。

这样,整个算式便可恢复原状了。

例14解:这道小数除法算式中,竟然连一个已知数都没有。但是却要求根据算法、算理把全部数字都补上去,真是奇妙!从哪里寻找突破口?

我们知道,小数除法最后一个不完全积的右端必有若干个0,这是它与整数除法的特殊之处。这就决定了它的商和除数的最后一位数字,必然为一个是5,另一个是偶数,否则,它们的积,便不可能是整十、整百、整千……了。

从这道式的特点看,商的十分位是0。首次商后的余数,数字在1~9之间,若不考虑小数点,补0后为100~900之间。定下这个数之后,便可进一步分析除数和商的末位数了。

除数是三位数与商的末位相乘得整百的数只有:125×4=500,225×4=900。

如果除数是125(实际是1.25),则被除数是130(实际是1.25+0.05=1.3)。

如果除数是225(实际是2.25),则被除数是234(实际是2.25+0.09=2.34)。

经检验,这两种情况都符合题意。

横式谜

横式谜比竖式谜更为复杂、迷人。

竖式谜只是四则运算中的一种,横式谜则常把加、减、乘、除四则运算贯穿在一个题目中,有着更大的灵活性。

解横式谜,不能孤立地只看一数一式,必须兼顾上下左右的联系,使所填数字适应整体要求。

例1将0、1、2……9这十个数字,不遗漏,不重复,分别填入□中,组成三道算式:

□+□=□

□-□=□

□×□=□□

解:这类问题,虽然要多作尝试,但也要找准突破口,否则,胡乱尝试,费时费功也难找到正确答案。

这道题,首先要确定0的位置。经分析,前两式不可能含0。0只能在第三式的积中。两数的积含0的有:2×5=10,4×5=20,6×5=30,8×5=40,共四道算式。这样,就把尝试的范围大大地缩小了!

经验证,如下填法可符合要求:

7+1=8

9-6=3

5×4=20

例2将1~9九个数字,不重复,不遗漏,填入下列式中的□,使等式成立。

□□÷□=□□÷□=□□÷□

解:全式中含有三道算式,都是两位数除以一位数,解题应从商入手。商只能是一位数,若是两位数,则重复的数字太多,三道算式便不能把1~9九个数字都包括进去。

这样,只能从商是2~9各式中去尝试、筛选。

商是2商是3商是4商是518÷927÷936÷945÷916÷824÷832÷840÷814÷721÷728÷735÷710÷518÷624÷630÷615÷520÷525÷512÷416÷420÷412÷315÷3商是6商是7商是8商是954÷963÷972÷981÷948÷856÷864÷872÷842÷749÷756÷763÷736÷642÷648÷654÷630÷535÷540÷545÷524÷428÷432÷436÷418÷321÷324÷327÷312÷214÷216÷218÷2从这一些算式中,按照要求进行分析,把式中含有重复数字的式子全部剔除,余下的式子若符合条件,便是正确的解。

我们发现,只有商是7或9的有符合要求的算式。即: 21÷3=49÷7=56÷8 或: 27÷3=54÷6=81÷9

例3在下列式中,每个□内填入一个大于1的数字,使等式成立。

[□×(□3+□)]2=8□□9

解:可采用“层层剥笋”的方法,逐步缩小谜底的范围。

把方括号内看作一个数,此式便成为:一个数的平方是四位数,这个四位数是八千几百几十九。

我们知道,在乘法中,被乘数与乘数的首数相乘满十的,积的位数=被乘数位数+乘数位数。由此,缩小了方括号中数的估算范围。

经试算,能满足等式右端条件的完全平方数只有93,即:932=8649,从而断定:方括号内的数必须是93。

再分析方括号内各□应填的数。

把小括号看成一个数,则是□×□□=93,93分解成因数相乘是3×31,可知小括内的数和应为31。由“□3+□=31”,可推知是23+8。这样,全式便破译出来了:

[3×(23+8)]2=8649

例4将1~8八个数字,分别填入下式□内,使全式的值最小:

□□×□□×□□×□□

解:这是两位数相乘的算式,要使相乘得的积最小,必须使各数的高位数字尽可能小。

根据这个原则,填写的顺序应是:

从左至右,先将1、2、3、4填在各个数的十位上,再从右至左,将8、7、6、5填在各个数的个位上。最后便得到:15×26×37×48

例5将1~9这九个数字,分别填入九个□内,使算式的值为最大。

□□□×□□□×□□□

解:要使乘积最大,同样,要遵循“把比较大的数都填在高位上”的原则。据此,可先从左至右,在各数的百位上分别填9、8、7,再从右至左,在各数的十位上填6、5、4,最后再从右至左,在各数的个位上填3、2、1。结果得:

941×852×763

填空谜

例1把4、5、6、7、8、9、10、11八个数,分别填在等号两端的□里,使等式成立。

□+□+□+□=□+□+□+□

解:因为等号两端各有四个数,只要它们的和相等,等式便能成立。题中八个数的总和是60,则等号两边的四个数的和应各为30。这八个数还有如下特点:4+11=15,5+10=15,9+6=15,7+8=15,只需把这四组数两两一组,或将每一组的两个数分开于等号两端即可。因此,填法有: