黛安娜和母親一起上街為她妹妹的生日聚會購買糖果和小禮品。黛安娜的母親專買小禮品,而黛安娜專買糖果。關于她買糖果的數量和所買小禮品的數量,以及她們所花的錢款,情況如下:
(1)黛安娜身上只帶了十三枚硬幣,而且里面只有三種:1美分、5美分和25美分。她把它們全部用來買了糖果。
。2)她為奧爾西婭買的糖果每塊2美分,她為布萊思買的糖果每塊3美分,她為卡麗買的糖果每塊6美分。
。3)她為這三個女孩買的糖果塊數各不相同,而且都不止一塊。
。4)有兩種糖果她所付的錢款相同。
。5)她母親買了一些小禮品,每件小禮品的單價都一樣。母親總共花了4.80美元。
。6)黛安娜所買糖果的塊數同她母親所買紀念品的件數相等。
。7)黛安娜給她妹妹買的糖果塊數最多。
三個女孩中,誰是黛安娜的妹妹?
。ㄌ崾荆焊鶕(1)、(2)、(5)、(6)可列出五個方程。根據(4)所列出的三個方程,只有一個是正確的。在這些方程中各個量的和與積是奇數還是偶數,應予考慮。)
答 案
設P=黛安娜所帶的1美分硬幣和枚數,
N=黛安娜所帶的5美分硬幣和枚數,
Q=黛安娜所帶的25美分硬幣和枚數,
T=黛安娜為買糖果所花的總錢數(以美分為單位),
a=為奧爾西婭所買的糖果的塊數,
b=為布萊思所買的糖果的塊數,
c=為卡麗所買的糖果的塊數,
d=母親所買的紀念品的單價(以美分為單位),
F=母親所買的紀念品的件數。
以上各數都是正整數。
根據(1):(la)P+N+Q=13,
。1b)P+5N+25Q=T.
根據(2):(2)2a+3b+6c=T。
根據(3):(3)a、b、c各不相同而且都大于1。
根據(4):(4)或者2a=3b,或者2a=6c,或者3b=6c。
根據(5):(5)F×d=480。
根據(6):(6)a+b+C=F。
根據(7),問題可以重新表述為:
。7)a、b、c中哪一個最大?
這里一共有六個方程和九個未知數,第四個方程是三個可能的方程中的一個。方程太多,無法僅用代數方法求解,因此除了各數都是正整數這一特點之外,必須再尋找其他特點。
我們知道:兩個奇數之和總是偶數,
兩個偶數之和總是偶數,
一個奇數與一個偶數之和總是奇數。
而且知道:兩個奇數之積總是奇數,
兩個偶數之積總是偶數,
一個奇數與一個偶數之積總是偶數。
根據這些規律,在方程(1a)中,或是P、N、Q三者都是奇
數,或是這三個數中只有一個是奇數。無論是這兩種情況中的哪一種,(1b)中的T總是奇數。于是方程(2)中的b是奇數。這樣,在方程(4)中,2a不能等于3b,因為2a是偶數而3b是奇數。3b也不能等于6c,因為6c是偶數而3b是奇數。因此2a=6c。(至此,已經知道c不是最大的數,因為a必定大于c。)兩邊除以2,得a=3c。代入方程(6),得b+4c=F。
由于b是奇數,所以在b+4c=F中,F是奇數。在方程(5)中,480是兩個數的乘積,其中一個是奇數(F),另一個是偶數(d)。在這個乘積中,F可能取的奇數值只有l、3、5或15。F等于1或3是不可能的,因為在b+4c=F中,b和c必須是正整數。根據(3)(b和c不能等于1),F也不等于5。因此,F必定等于15。
于是b+4c=15,而C不能大于3或者小于1。根據(3),C不能等于1,也不能等于3否則b也等于3)。所以C必定等于2。從而b=7。根據前面得出的a=3c,所以a=6。因此b是最大的數。這樣,根據(7),布萊思是黛安娜的妹妹。
其他各值可以求解如下。因為F=15,所以根據(5),d=32。由于a=6,b=7,c=2,所以根據(2),T=45。從(1b)減去
。╨a)得出4N+240=32。兩邊除以4,得N+6Q=8。Q不能大于1(否則N將是負數),也不能小于1(因為根據(l),黛安娜有25美分的硬幣),因此Q=l。于是N=2。于是根據(la),P=10。
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