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[趣味数学] 9乘以什么整数,可得到仅用1组成的数?

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遇到一个很有意思的题目。

202320239乘以什么整数,可得到仅用1组成的数?即形为111…11的数。

202320239这个数很大。我们可以先分析一些简单的情形:

9乘以什么整数,可得到仅用1组成的数?

我们很熟悉,九九八十一,毫无疑问要求的数,其个位数必然为9。那么十位数是多少呢?可从9开始尝试。

9*99=891尝试失败!

9*89=801尝试失败!

9*79=711尝试成功!可确定十位数必为7,无需再试其他。

9*579=2023已经有7和9,会不会是等差数列呢?试试5,失败。

9*679=2023试试6,成功!

9*2023=20231试试5,成功!接下来可以直接试试

9*20232023=202320231接下来直接试试,成功!

尝试至此,想起有趣的“缺8数”。自然数20232023被称为“缺8数”,它有许多奇妙的性质。如果早想起缺8数,那就可以直接写出结果了。

我们已经通过计算验证20232023是符合要求的。接下来的问题是,如何从数学上加以说明。还需要论证所找到的这个结果是唯一存在的。也许20232023前面还可以加一串数呢?

设所要求的数为x,则9x=111…11。

列出等式是容易的,但问题是中间有省略号,无法运算。唯一可以肯定x的个位数为9。那么充分利用这个条件,继续前进。

设要求的数为10y+9,则9(10y+9)=111…11,可知y的个位数为7。再设要求的数为100z+89,则9(100z+89)=111…11,可知z的个位数为6。继续下去,我们每一次都可以求出一位数来,直到得到20232023。

此时再设202320230m+20232023,则9(202320230m+20232023)=111…11,可知m的个位数为0。

设2023202300n+20232023(注意此处省略20232023前面的0),则9(2023202300n+20232023)=111…11,可知n的个位数为9。

至此可大胆猜测20232023202320239也符合题意,经验算确实如此。更大胆的猜测,设A1=20232023,A2=20232023202320239,A3=20232023202320232023202379……符合题意的数有无数多个。

此题虽然只是道趣味题,但也充分反映了解题的一些基本思路。

将9换成原题目中的202320239,经类比加验算,发现符合要求的最小的数是1…12…23…3…8…89(1,2,3,4,5,6,7是9个,8是8个,9是1个)。第二小的是1…12…23…3…8…2023…12…23…3…8…89。即两个最小数中间夹一个0。以此类推。

先从202320239退一步,用9来作尝试。然后用计算,来猜测出结果。接着从数学角度分析,在不能直接解出的情况下,抓住极其有限的条件,一步一个脚印的前进,逐个攻破。最后通过类比推理,大胆猜想,得到题目的全部答案,并又返回到原题目。

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