由“2×2=2+2”想开去

刚才中华警政研究总会一行来公司参观,恰好看到一位老师在给孩子上数学课。

大家对如下的问题饶有兴趣。

问题1:2×2=2+2,是否还能找到其他的数,满足两数之积与两数之和相等?

解答: a×b=a+b,等价于

(a-1)(b-1)=1。

若限定a,b是正整数,则a-1=1,b-1=1,于是得到a=2,b=2。

若限定a,b是整数,则还有a-1=-1,b-1=-1,又得到a=0,b=0。

若不限定a,b是整数,则这样的数对还有很多,如a-1=2,b-1=0.5,得到a=3,b=1.5,等等。

文章发表后,一个网友评论说:就问题一来说,这种解答意义不大,我认为有意义的解答是a×b=a+b的现实意义,因为数学来自于人类对现实世界的认识,即便是我们认为的纯粹的数字游戏其背后也一定蕴含着现实意义的。其实这也是我对该文不大满意的地方。现在补上一张图,稍做弥补。

上面的方格盘中,纵向有a格,横向有b格,总共有a×b格,要使得a×b=a+b,除非没有涂颜色的格子数(a-1)(b-1)与颜色重叠(左上角)的格子数1相等。

这样能说得透一点吗?

问题2:对于两个正整数,什么时候积比和小?

解答:设a,b是两个正整数。由于a×b-(a+b)=(a-1)(b-1)-1,

当a,b至少一个为1时,(a-1)(b-1)-1=0-1<0,此时a×b<a+b;

如果a,b都不是1,由于a,b是两个正整数,所以a≥2,b≥2,

这时a-1≥1,b-1≥1,(a-1)(b-1)-1≥1-1=0,此时a×b≥a+b。

问题3:是否存在三个正整数,三数之积与三数之和相等?

显然1×2×3=1+2+3,还有没有其他的解呢?

请读者帮我解答吧!