可以设四家孩子为 a,b,c,d 1、a>b>c>d>0 2、a+b+c+d=k<18 3、a×b×c×d=N (N为整数)
可以看出,d只能为1、2,如果d>2,则有 a+b+c+d>4×d+3+2+1=4×d+6>=4×3+6=18,必然不满足第二个条件。同样知道a最大为11,否则总数将超过18
Holmes既然需要知道d是1还是2,说明对于Watson家门牌N,有两组a、b、c、d的解。设为a,b,c,1和a',b',c',2
则有: 1、a+b+c+1<18 2、a'+b'+c'+2<18 3、a×b×c=N 4、a'×b'×c'×2=N
1、假设a',b',c'的最小可能值:5,4,3。则,2+3+4+5=14;N=2×3×4×5=120。a+b+c+1<18;a×b×c=120=2×2×2×3×5,而把120分解成3个数又让总和小于17,可能的解为: 1+4+5+6=16 1+3+5+8=17 发现对于d=1有两种分解。而holmes问watson叔叔家孩子是否为一,说明如果他只要知道是否为一就可以得到答案。那么肯定不是这种情况了。
2、考虑a'=6,b'=4,c'=3,N=2×3×4×6=144=2×2×2×2×3×3,同样,分解为三个和小于17的数。注意两个3,如果合在一起,那么就要把16分解成两个不同的数,且和小于8,不可能。那么两个3必须分到两个因数里面,而最大的必须小于12,所以一个是3,另一个是6,剩下一个就是8了,这样1+3+6+8=18,不符合题意。
3、考虑a'=6,b'=5,c'=3,N=2×3×5×6=180=2×2×3×3×5。同上,两个3必须分开,一个是3,另一个是6,剩下10,1+3+6+10=20>18,不符合题意。
4、考虑a'=6,b'=5,c'=4,N=2×4×5×6=240=2×2×2×2×3×5。考虑5,如果不单分成一个因子,必然变成10,剩下的2×2×2×3不可能分成两个和小于7的数。如果5分出来了,剩下的2×2×2×2×3分成两个小于12的数也不可能:3单独出来的话就是3+16,3×2出来的话就是6+8。所以也不符合题意。
5、考虑a'=7,b'=4,c'=3,N=2×3×4×7=168=2×2×2×3×7。考虑7,必须单独分出来,否则至少是14将大于11,不满足我们一开始得到的推论。剩下的2×2×2×3分成两个和小于10的数也是不可能:3单独出来,3+8>10;3×2分出来,6+4=10,也不满足。所以不符合题意。
6、考虑a'=7,b'=5,c'=3,N=2×3×5×7=210=2×3×5×7。由上,7必须单独出来。剩下的分成两个和小于10的数,不可能。
7、考虑a'=8,b'=4,c'=3,N=2×3×4×8=192=2×2×2×2×2×2×3。考虑3,不单独分成一个因子出来的话,剩下的8×8要分成两个和小于14的数不可能。(如果知道中值定理,两个数积确定,相等是和最小。如果不知道穷举一下就可以了。)那么3只能以2×3=6的形式出现。剩下的2×2×2×2×2也不可能分成两个小于11的数(中值定理)。不符合题意。
剩下的我们可以不在穷举了。因为,a',b',c'中任意一个变化一下出现上面没有出现过的情形,都会导致a'+b'+c'+d'>17。
因此,这个题目没有解。除非,holmes问“数据还不够,请告诉我叔叔的孩子是1个还是不止一个?”的意思并不是指他不论watson怎么回答,都能知道答案,这样的话,是第一种解:2、3、4、5,门牌为120。
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