x²-px+q=0真的會解嗎?從一個數學故事說起。

最近初二的小朋友學到了一元二次方程,突然想起了這樣一個數學故事:有兩位數學家甲和乙,現在有一個一元二次方程x²-px+q=0寫在一張紙條上,被小明不小心撕成兩段,然後,含有x²-px的一段給了甲,含有+q=0的一段給了乙(注意:p,q都是已知的正整數,但是兩位數學家不知道它們是幾,只知道自己手中的p和q,數學家也知道這個一元二次方程的根都是大於1的整數,且兩根之和小於40.),好了背景交代完畢:


看了一下手中的殘式說:“你一定不知道我手中的p”,


過了一會,說:“我知道你手中的p了”,


又過了一會說:“我也知道你手中的q了”.


高手對話就是這樣嘛,那麼問題來了,這個方程的根到底是什麼呢?


此題乍一看無從下手,按照慣例,你不給我等式我咋列方程,列不出方程我怎麼求p和q呢?條件太少,開始懷疑題目漏了什麼數據,再仔細想想兩位數學家的話,是不是可以發現什麼蛛絲馬跡呢,解決難題我們要善於“無中生有”,隱藏在題目中的條件一個一個挖出來,要知道甲乙兩人都是數學家,所說的話絕對是對的,下面我們來研究一下他們的所說的話.

甲告訴乙:你一定不知道我手中的p。這句話的言外之意就是p是不能寫成兩個質數之和,且甲也推導出q不能寫成兩個兩個質數之積,這是為什麼呢?

反過來想,如果甲手中的p是可以寫成兩個質數之和的數,如9,那麼9=2+7,萬一乙手中的q是14,而且14只能寫成2×7(根都大於1),這樣乙是有可能推導出甲手中的p=9的。既然甲斷定乙猜不出來p,所以p不能寫成兩個質數之和的形式。

細想,40以內不能寫成兩個質數之和的數寥寥無幾,無外乎:11、17、23、27、29、35、37(3直接捨去,如果p=3,一定有一個根為1),現在乙就知道了:原來甲手中的p只有可能是11、17、23、27、29、35、37這七個數。那好辦了,乙便可以根據自己手中數的特殊性很快推出p了.

下面我們根據甲乙的後面的對話來推導一下p,q分別是幾?或者說p,q分別是幾的時候甲乙所說的話才是千真萬確的?

1)如果p=11,(我們來看一下乙是否能推出甲手中的數,且甲之後也能推導出乙手中的數)

x²-px+q=0真的會解嗎?從一個數學故事說起。

可以分解成指的是m×n之積可以分解成的兩個因數,和是:指的是前面兩個因數的和。

我們來解釋一下這個表格:

乙手上的q如果是18,他知道18分成的因數是3×6,2×9,3+6=9,9不在那7個數中,2+9=11,11在那七個數中,因此乙很容易就猜出甲手中的p=11。但是反過來,甲能推算出乙手上的數據嗎?不能,因為如果乙手上的q=24的話,24可以分解成2×12,3×8,4×6,且2+12=14,4+6=10,14和10都不在那七個數中,3+8=11,11在那七個數中,現在甲開始糾結乙手中的q到底是18還是24,所以甲判斷不出乙手中的數。講到這裡解這個題的基本思路就出來了吧.

2) 如果p=17.


x²-px+q=0真的會解嗎?從一個數學故事說起。

我們解釋一下上面的表格,如果q=30,而30又可以分解成2×15,3×10,5×6,其中2+15,5+6的和都在那七個數中,這樣乙其實是猜不出甲手中的數到底是17還是11的,所以q=30捨去,同理可以把42、60、66、70、72都捨去,不難發現當q=52的時候,由於52只能分解成2×26和4×13,2+26=28,28不在那七個數中,4+13在那七個數中,所以乙可以推出甲是17,這時甲一看自己手中的p,馬上列出上述表格,乙既然能推出p,通過排除,只有一種可能q=52了。

其他p的可能值都可以用上面的討論一一排除,最終可以判斷出p=17,q=52,方程的根是4和13.此題一正一反,從甲的的第一句話,就縮小了p的取值範圍,有了這個範圍,再分類討論,尋找矛盾,逐一篩查,排除不滿足題意的,保留滿足條件的.

由於本人水平有限,不足之處在所難免,敬請指正.


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