幼兒數(shù)學(xué):用手算數(shù)術(shù)

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孫龐猜數(shù)的手算推理解法:
    1)按照龐的第一句話的后半部分,我們肯定龐知道的和S肯定不會大于54。
    因?yàn)槿绻?4<S<54+99,那么S可以寫為S=53+a,a<=99。如果鬼谷子選
    的兩個數(shù)字恰好是53和a,那么孫知道的積M就是M=53× a,于是孫知道,這原
    來兩個數(shù)中至少有一個含有53這個因子,因?yàn)?3是個素?cái)?shù)??墒切∮?00,又有
    53這個因子的,只能是 53本身,所以孫就可以只憑這個積53×a推斷出這兩個
    數(shù)術(shù)53和a。所以如果龐知道的 S大于54的話,他就不敢排除兩個數(shù)是53和a這
    種可能,也就不敢貿(mào)然說“但是我肯定你也不知道這兩個數(shù)是什么”這種話。
    如果53+99<S<=97+99,那么S可以寫為S=97+a,同以上推理,也不可能。
    如果S=98+99,那么龐可以立刻判斷出,這兩個數(shù)只能是98和99,而且M只
    能是98×99,
    孫也可以知道這兩個術(shù),所以顯然不可能。
    2)按照龐的第一句話的后半部分,我們還可以肯定龐知道的和S不可以表示
    為兩個素?cái)?shù)的和。
    否則的話,如果鬼谷子選的兩個數(shù)字恰好就是這兩個素?cái)?shù),那么孫知道積M
    后,就可以得到的素因子分解,判斷出結(jié)果。于是龐 還是不敢說“但是我
    肯定你也不知道這兩個數(shù)是什么”這種話。
    根據(jù)哥德巴赫猜想,任何大于4的偶數(shù)都可以表示為兩個素?cái)?shù)之和,對54以
    下的偶數(shù),猜想肯定被驗(yàn)證過,所以S一定不能是偶數(shù)。
    另外型為S=2+p的奇數(shù),其中p是奇素?cái)?shù)的那些S也同樣要排除掉。
    還有S=51也要排除掉,因?yàn)?1=17+2×17。如果鬼谷子選的是(17,2×17),
    那么孫知道的將是M=2×17×17,他對鬼谷子原來的兩數(shù)的猜想只能是(17,2×
    17)。(為什么51要單獨(dú)拿出來,要看下面的推理)
    3)于是我們得到S必須在以下數(shù)中:
    11 17 23 27 29 35 37 41 47 53
    另外一方面,只要龐的S在上面這些數(shù)中,他就可以說“但是我肯定你也不
    知道這兩個數(shù)是什么”,因?yàn)檫@些數(shù)無論怎么拆成兩數(shù)和,都至少有一個數(shù)是
    合數(shù)(必是一偶一奇,如果偶的那個大于2,它就是合數(shù),如果偶的那個等于2
    ,我們上面的步驟已經(jīng)保證奇的那個是合數(shù)),也就是S只能拆成a) S=2+a×b
    或 b) S=a+2^n×b這兩個樣子,其中a和b都是奇數(shù),n>=1。那么(下面我說
    的“至少兩組數(shù)”中的兩組數(shù)都不相同,而且的確存在(也就是那些數(shù)都小于
    100)的理由我就不寫了,根據(jù)條件很顯然)
    a)或者孫的M=2×a×b,孫就會在(2×a,b)和(2,a×b)至少兩組數(shù)里拿不定
    主意(a和b都是奇數(shù),所以這兩組數(shù)一定不同);
    b)或者M(jìn)=2^n×a×b,
    如果n>1,那么孫就會在(2^(n-1)×a,2×b)和(2^n×a,b)至少兩組數(shù)里拿
    不定主意;
    如果n=1,而且a不等于b,那么孫就會在(2×a,b)和(2b,a)至少兩組數(shù)里拿
    不定主  意;
    如果n=1,而且a等于b,這意味著S=a+2×a=3a,所以S一定是3的倍數(shù),我
    們只要
    討論S=27就可以了。27如果被拆成了S=9+18,那么孫拿到的M=9×18,他就
    會在
    (9,18)和(27,6)至少兩組數(shù)里拿不定主意。
    (上面對51的討論就是從這最后一種情況的討論發(fā)現(xiàn)的,我不知道上面的
    論證是否
    過分煩瑣了,但是看看51這個“特例”,我懷疑嚴(yán)格的論證可能就得這么
    煩) 現(xiàn)在我們知道,當(dāng)且僅當(dāng)龐得到的和數(shù)S在 C={11, 17, 23, 27, 29, 35,
    37, 41, 47, 53} 中,他才會說出“我雖然不能確定這兩個數(shù)是什么,但是我
    肯定你也不知道這兩個數(shù)是什么”這句話  孫臏可以和我們得到同樣的結(jié)論
    ,他還比我們多知道那個M。
    4)孫的話“我現(xiàn)在能夠確定這兩個數(shù)字了”表明,他把M分解成素因子后,
    然后組合成關(guān)于鬼谷子的那兩個數(shù)的若干個猜想中,有且 僅有一個猜想的和在
    C中。否則的話,他還是會在多個猜想之間拿不定主意。
    龐涓聽了孫的話也可以得到和我們一樣的結(jié)論,他還比我們多知道那個S。
    5)龐的話“我現(xiàn)在也知道這兩個數(shù)字是什么了”表明,他把S拆成兩數(shù)和后
    ,也得到了關(guān)于鬼谷子的那兩個數(shù)的若干個猜想,但是在 所有這些拆法中,只
    有一種滿足4)里的條件,否則他不會知道究竟是哪種情況,使得孫臏推斷出那
    兩個數(shù)來。
    于是我們可以排除掉C中那些可以用兩種方法表示為S=2^n+p的S,其中n>1
    ,p為素?cái)?shù)。因?yàn)槿绻鸖=2^n1+p1=2^n2+p2,無論是 (2^n1,p1)還是(2^n2,p2)這
    兩種情況,孫臏都可以由M=2^n1×p1或M=2^n2×p2來斷定出正確的結(jié)果,因?yàn)?BR>    由M得到的各種兩數(shù)組合,只有 (2^n,p)這樣的組合,兩數(shù)和才是奇數(shù),從而在
    C中,于是孫臏就可以宣布自己知道了是怎么回事,可龐涓卻還得為(2^n1,p1)
    還是(2^n2, p2)這 兩種情況犯愁。
    因?yàn)?1=4+7=8+3,23=4+19=16+7,27=4+23=16+11,35=4+31=16+19,
    37=8+29=32+5,47=4+43=16+31。于是S的可能值只能在17 29 41 53中。讓我們
    繼續(xù)縮小這個表。
    29不可能,因?yàn)?9=2+27=4+25。無論是(2,27)和(4,25),孫臏都可以正確
    判斷出來:
    a)如果是(2,27),M=2×27=2×3×3×3,那么孫可以猜的組合是(2,27)
    (3,18)(6,9),
    后面兩種對應(yīng)的S為21和15,都不在C中,故不可能,于是只能是(2,27)。
    b)如果是(4,25),M=4×25=2×2×5×5,那么孫可以猜的組合是(2,50)
    (4,25)(5,20)   (10,10)。只有(4,25)的S才在C中。
    可是龐涓卻要為孫臏的M到底是2×27還是4×25苦惱。
    41不可能,因?yàn)?1=4+37=10+31。后面推理略。
    53不可能,因?yàn)?3=6+47=16+37。后面推理略。
    研究一下17。這下我們得考慮所有17的兩數(shù)和拆法:
    (2,15):那么M=2×15=2×3×5=6×5,而6+5=11也在C中,所以一定不是這
    個M,否則4)的條件不能滿足,孫“我現(xiàn)在能夠確定這兩 個數(shù)字了”的話說不
    出來。
    (3,14):那么M=3×14=2×3×7=2×21,而2+21=23也在C中。后面推理略。
    (4,13):那么M=4×13=2×2×13。那么孫可以猜的組合是(2,26)(4,13),
    只有(4,13)的和在C中,所以這種情況孫臏可以說4)中的話。
    (5,12):那么M=5×12=2×2×3×5=3×20,而3+20=23也在C中。后面推理
    略。
    (6,11):那么M=6×11=2×3×11=2×33,而2+33=35也在C中。后面推理略
    。
    (7,10):那么M=7×10=2×5×7=2×35,而2+35=37也在C中。后面推理略。
    (8,9):那么M=8×9=2×2×2×3×3=3×24,而3+24=27也在C中。后面推理
    略。
    于是在S=17時,只有(4,13)這種情況,孫臏才可以猜出那兩數(shù)是什么,既
    然如此,龐涓就知道這兩個數(shù)是什么,說出“我現(xiàn) 在也知道這兩個數(shù)字是什么
    了”。聽了龐涓的話,于是我們也知道,這兩數(shù)該是(4,13)。