在下面的等式中,用1~9這九個數字,來分別代替星號,每個數字只能使用一次。
這個題中的兩個等式,都是一個一位數乘以一個兩位數得到一個三位數。
要想解決這個問題,如果採用「湊數」的方法,用這9個數字一一去試,雖說理論上可以實現,但真是不知道要算到什麼時候!
那麼這道題從哪裡入手,比較簡單易行呢?相對來說,還是從乘積個位數開始入手比較方便。
說到這裡,我們自然會想到九九乘法表(「乘法口訣」),從"一一得一"開始,到"九九八十一"為止,這個表中一共有45個等式。
在我們的這兩個乘法算式中,9個數字分別用9個星號代替了,因此各個數字均不相同。從而我們得出:
1×1=1,
2×2=4,
3×3=9,
4×4=16,
5×5=25,
6×6=36,
7×7=49,
8×8=64,
9×9=81,
1×2=2,
1×3=3,
1×4=4,
1×5=5,
1×6=6,
1×7=7,
1×8=8,
1×9=9,
2×6=12,
3×5=15,
4×6=24,
5×7=35,
5×9=45,
6×8=48。
這23個乘法等式,由於都有重合的數字,所以不可能出現在我們的答案當中。
根據已知條件,乘積的個位數也是1~9中的一個,不能是0。因此
2×5=10,
4×5=20,
5×6=30,
5×8=40。
這4個等式,由於都含有0這個數字,所以也不可能出現在我們的答案之中。
那麼,在答案中可能出現的乘法等式,就只有以下18個:
2×3=6,
2×4=8,
2×7=14,
2×8=16,
2×9=18,
3×4=12,
3×6=18,
3×7=21,
3×8=24,
3×9=27,
4×7=28,
4×8=32,
4×9=36,
6×7=42,
6×9=54,
7×8=56,
7×9=63,
8×9=72。
但是其中這裡面:
積的個位數為1的,只有3×7=21;
積的個位數為3的,只有7×9=63;
積的個位數為7的,只有3×9=27。
這些等式也不可能出現在答案中,因為我們的那兩個乘法算式,具有相同的乘積。如果這個積的個位數為1,3或7,那麼這兩個乘法算式就只能應用同一句乘法口訣,更進一步說,它們的數字是相同的。
餘下的這15個等式,都可能出答案當中。現在我們把這些等式,按積的個位數分類列成下表。
現在我們根據列出的表格數據,試著把等式中的星號換成1~9。
若積的個位數為2,則兩個乘法算式可能有以下幾種情況。
(1)3×4=12和6×7=42;
(2)3×4=12和8×9=72;
(3)4×8=32和6×7=42;
(4)6×7=42和8×9=72。
為什麼不考慮下面兩種情況?
3×4=12和4×8=32
4×8=32和8×9=72
因為有重複數字出現!
我們以情況(1)為例,說明如何在各種情況下尋找答案,或是證明不存在答案。
若是情況(1),則兩個乘法算式中各數的個位數無非是2,3,4,6,7,而且2限定為積的個位數。具體地說,無非是:
第一種:3×*4=**2=*6×7(1a)
第二種:3×*4=**2=*7×6(1b)
第三種:4×*3=**2=*6×7(1c)
第四種:4×*3=**2=*7×6(1d)
那些星號所佔的位置,填入的只可能是1,5,8,9。
於是我們試著把這些數字逐一代替(1a)的左數第一個星號,並進行試算,結果發現
3×14=42,
3×54=162,
3×84=252,
3×94=282。
這些乘法算式,要麼乘積不是三位數,要麼數字發生重複,要麼含有數字6(從而與另一乘法算式中的數字發生重複),因此 說明(1a)不能提供給我們正確答案。
同理可得,(1b)也不可能。
同樣,我們有
4×13=52,
4×53=212,
4×83=332,
4×93=372。
這裡,要麼積不是三位數,要麼數字發生重複,因此(1c)和(1d)也不可能提供正確答案。
總而方之,在情況(1)下沒有符合要求的答案。
對於情況(2)、(3)、(4),用類似的方法進行尋找,結果發現它們都不可能提供正確答案。
這裡需要說明的是,有時候試算的乘法算式中,各位數字並不重複。
例如在情況(2)(等式為3×4=12和8×9=72)中,我們會遇到54×3=162,不但其中出現的數字互不重複,而且它們與另一個乘法算式中出現的個位數8,9也不重複。這時說明有找到一個答案的希望。於是我們得進一步尋找,即把餘下的惟一數字7,來代替*8×9和*9×8中的星號,並進行試算,看它們能不能等於162。如果結果正確,我們就找到了一個答案;如果不能,就說明在這種情況下還是沒有答案。當然,這裡是沒有答案。
同樣,對積的個位數分別為4,6,8的情況,也進行這樣的尋找和計算。結果我們僅找到
6×29=174=58×3
2×78=156=39×4
這就是我們這道題目兩個僅有的正確答案。