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數學問題(急!!!)?

發問者 KikiYeh (Lv.1) ・2021 年 4 月 7 日 ・數學

將自然數1,2,3,……依次寫下來組成一個多位數:12345678910111213141516⋯⋯如果寫到某個自然數時,所組成的數能被72整除,這個數是多少?

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72 = 8 × 9 能被 72 整除, 必須能被 8 整除且能被 9 整除. 能被 8 整除的充要條件是末3位是 8 的倍數. 能被 9 整除的充要條件是數位和是 9 的倍數, 或任意分節加總結果是 9 的倍數, 或所寫連續數 字和是 9 的倍數. 設寫到 n 能被72整除. 一位數的 n 顯然不可能. 設 n 是2位數, n = p×1o+q, 則組成的數 N 末3 位是 (q-1)×1oo + p×1o + q 故 N ≡ (q-1)×1oo + p×1o + q (mod 8) ≡ 2p-3q-4 (mod 8) 所以 8 | N iff. 2p-3q-4 ≡ 0 (mod 8) 其中 q 只可能是偶數.又, 2p-3q-4 ≡ 0 (mod 8) iff. p-3(q/2)-2 ≡ (mod 4) iff. p ≡ 3(q/2)+2 (mod 4) 所以, 由給定個位數 q 計算十位數 p, 候選的 n 是 20, 52, 84, 46, 68. 但 9 | N, 所以 n 還須滿足 1 + 2 + ... + n = n(n+1)/2 是 9 的倍數 因此, n 或 n+1 是 9 的倍數. 但上面所列 5 個 候選的 n 並不符合此條件. 設寫到 n 是 3 位數以上, 則 n 是 8 的倍數, 並 且 1 + 2 + ... + n = n(n+1)/2 是 9 的倍數. 因 此, n 或 n+1 是 9 的倍數. 設 8 | n 且 9 | n, 則 72 | n. 但 72 | n 則 n+1 是奇數. 故 n 必須是 144 的倍數才能保證 8 | n 且 9 | N. 反之, 若 n 是 144 的倍數, N 必是 72 的倍數. 因 末尾(至少3位)是8的倍數, 而所寫數字和 n(n+1)/2 是 72 的倍數. 設 n = 8k, 則 9 | 8k+1 iff. k ≡ 1 (mod 9) 所以 k = 9m+1, n = 72m+8. 反之, n = 72m+8, m≧2, 則 8 | n 因此 8 | N. 而組成 N 的數字和 n(n+1)/2 又是 9 的倍數. 所以 n = 144k, k 是任意正整數; 或 n = 72k+8, k 是大於 1 的整數.
老怪物(Lv.7) 👍 1 2021 年 4 月 7 日

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