前情提要
最近,一位女士的親戚讓她幫忙看小學數學題,不僅要讓她做出來答案,還要讓其把題目給孩子講明白!題幹很直接,讓她求「ABCD」的值。
舅媽在看了之後表示不會,還好求助了「港大博士」!最終才挽留了一點面子!不服現在的數學出題老師都不行啊!這種字母運算題看上去是秒出答案,做起來卻不容易!因為它涉及的知識其實是4元方程!
題幹ABCD看似有無數個答案?
看看這題幹,一個漢字都沒有,整個版面上只有ABCD四個代號、一個減號、短橫線和最終的問號與等號,然後這4個代號分別組成了三個數,最大的數「ABCD」作為減數,ABC為被減數,而DCDC則為本題的結果,但是其具體值不清楚!怎麼看起來就像有無數個解法或者無答案呢?
其實ABCD各自都特定代表的一個數字,而這些數字之間不是獨立的,而是互相有計算關係,整個關係全部集中在這個減法運算中了。如果你能得到無數組數字能滿足條件,那就厲害了!
運算過程1
首先,這位博士列出的第一個方程是按照整個運算過程中的等式來列的,本題本來就可以被看成是一個大的4元一次方程,方程內部又包含減法的退位運算等。
第二個方程就是「向高位錯位」後的邊界條件,而最後一個方程的難度較大,因為部分小孩子可能會覺得D-C=C,那麼C就只能等於D/2?其實C還可以等於5加上D/2。最終還得要求D是偶數,因為在小學讀低年級的小學生只考慮正整數解!況且這個豎式運算本身也規定了是整數。
運算過程2
再來考慮一下錯位和不錯位的情況,這裡又得分為個位和十位,因為百位肯定會錯位!在將每個錯位/不錯位分類與整理之後,你會得到四組不同的方程。真的是小看了這一道數學題,看起來像是讓孩子們去猜答案,原來其難度可以說達到了高考的前面幾道選擇題的難度了!
真的不是一眼就能解出答案的!你還得經過詳細討論,才能獲得能夠解決問題的4個4元方程,最終還得分別將其解出來,才能得到4個正整數!此外,還有一些有趣的思考題:有歧義!小學數學又現「網紅題」?家長怒罵:「垃圾題」!
最終,哪一組方程能夠得到正整數解,哪個方程就是合理的運算,那麼其結果才能夠被作為本題的答案。其實這個題無非就是個位與十位在向前退位的時候需要考慮是否發生了錯位,而個位和十位又存在著互相組合的情況,因此獲得解的方程個數會有4個!
最終的驗算
為了確保這4個數確實沒有問題,那麼咱們可以通過計算器來試探一下ABCD的答案是否能夠通過與ABC的減法運算來獲得DCDC?最終結果成立!如果是在高考中有這樣的題目,那麼還需要一一把其它非整數解也寫出來嗎?
其實並不需要,因為在減法的豎式運算中,已經規定了各個數都是整數,如果這些數字還是分數或者負數或者虛數,以及積分等,那這題的答案根本沒法看!
試數是否可行?需要多久?
如果您想用「試數」的辦法來解,那麼也可以試一試。除了這一組數外,你還能試出其它解嗎?歡迎告知!