几乘几乘几等于105?这个数学题原来不只一种解法!


这问题听着,是不是特别像小学三年级放学回家路上,同桌突然丢过来的一颗小石子?“喂,你说,有哪三个数,乘起来正好是105啊?”当时脑瓜子一转,可能脱口而出的是“3乘5乘7!” 对,没错,3 × 5 × 7 = 105。这是最经典、最直接的答案,就像看到红色就想到苹果一样自然。为啥是这三个数呢?说白了,就是因为105这个数字,掰开了、揉碎了,它的“骨头”就是3、5、7。数学里这叫素因数分解,或者叫分解质因数。105除以最小的素数,能被3整除,得到35;35能被5整除,得到7;7自己就是个素数了,不能再往下分了。所以,105 = 3 × 5 × 7。这三个哥们儿,3、5、7,就是105最本源的构成砖块。

但问题里只说“几乘几乘几”,没说必须是素数啊?也没说必须是大于1的数啊?甚至没说必须是正整数啊!嘿嘿,数学好玩就好玩在,一旦稍微放宽点条件,世界的精彩就哗啦一下展开了。

首先,如果允许出现整数1呢?“几乘几乘几”是三个数,我们已经知道3、5、7这三个素数的乘积是105了。如果非要三个数,而且允许1的存在,那是不是可以把那堆“骨头”重新组合一下,再塞个1进去填空位?当然可以!

你看,105不是3 × 5 × 7嘛。
我们可以把3和5绑一块儿,变成15。那剩下的就是7和…还得凑够三个数,所以是1。于是,就有了第一种新的组合:15 × 7 × 1 = 105
同理,把3和7绑一块儿,变成21。剩下的就是5和1。那就是:21 × 5 × 1 = 105
再把5和7绑一块儿,变成35。剩下的就是3和1。那就是:35 × 3 × 1 = 105
最后,我们甚至可以把3、5、7全绑一块儿,变成105。那剩下的俩空位怎么办?当然是留给“1”了!所以还有:105 × 1 × 1 = 105

是不是觉得有点意思了?从最初那个孤零零的3、5、7组合,瞬间多出了15、7、121、5、135、3、1,以及105、1、1这几组新的正整数答案。当然,这几组数内部的顺序可以随便换,比如1 × 7 × 15,或者7 × 1 × 15,结果都是一样的105。但在“几乘几乘几”的语境下,我们通常认为 (15, 7, 1) 和 (7, 15, 1) 是同一组解,只是排列顺序不同。所以重点是看这三个数的集合里都有谁。目前为止,我们有 {3, 5, 7}, {15, 7, 1}, {21, 5, 1}, {35, 3, 1}, {105, 1, 1} 这几组正整数组合了。

故事到这里还没完呢!谁说这“几”就必须是正数?如果允许负数参与进来呢?
还记得乘法法则吧?负负得正!一个负数乘以另一个负数,结果就变成正的了。一个正数乘以一个负数,结果是负的。三个数相乘要等于正的105,意味着什么?
可能性一:三个数都是正数。我们上面已经把所有正整数的组合都找出来了。
可能性二:一个正数,两个负数。因为正 × 负 × 负 = 正 × 正 = 正。

所以,我们可以从我们已有的正整数组合出发,随便挑两个数给它们加上负号,第三个数保持正号。
拿最基础的 {3, 5, 7} 这组来说:
把3和5变负:(-3) × (-5) × 7 = 15 × 7 = 105。看,可以!
把3和7变负:(-3) × 5 × (-7) = -15 × (-7) = 105。也行!
把5和7变负:3 × (-5) × (-7) = 3 × 35 = 105。没问题!

简直了!光是 {3, 5, 7} 这一组,就能衍生出 { -3, -5, 7 }, { -3, 5, -7 }, { 3, -5, -7 } 这三组包含负数的整数解

那其他正整数组合呢?比如 {15, 7, 1}:
(-15) × (-7) × 1 = 105
(-15) × 7 × (-1) = 105
15 × (-7) × (-1) = 105
又多出 { -15, -7, 1 }, { -15, 7, -1 }, { 15, -7, -1 } 这三组。

再比如 {21, 5, 1}:
(-21) × (-5) × 1 = 105
(-21) × 5 × (-1) = 105
21 × (-5) × (-1) = 105
又多出 { -21, -5, 1 }, { -21, 5, -1 }, { 21, -5, -1 } 这三组。

还有 {35, 3, 1}:
(-35) × (-3) × 1 = 105
(-35) × 3 × (-1) = 105
35 × (-3) × (-1) = 105
又多出 { -35, -3, 1 }, { -35, 3, -1 }, { 35, -3, -1 } 这三组。

以及 {105, 1, 1} 这组:
(-105) × (-1) × 1 = 105
(-105) × 1 × (-1) = 105
105 × (-1) × (-1) = 105
又多出 { -105, -1, 1 }, { -105, 1, -1 }, { 105, -1, -1 } 这三组。

数数看,光是整数范围内的解(不考虑顺序),我们已经找到了:
正整数组合:{3, 5, 7}, {15, 7, 1}, {21, 5, 1}, {35, 3, 1}, {105, 1, 1} (共5组)
包含负数的整数组合(两个负数,一个正数):
从 {3, 5, 7} 变来的 3组
从 {15, 7, 1} 变来的 3组
从 {21, 5, 1} 变来的 3组
从 {35, 3, 1} 变来的 3组
从 {105, 1, 1} 变来的 3组
总共 5 + 53 = 20 组不同的整数集合,它们的三个元素的乘积是105。(注意:如果三个数都是负数,-x * -y * -z = -(xy*z),结果是负的,所以不会等于105)。

所以,如果问题限定在整数范围内,那答案可就多了去了!从最原始的3、5、7,到包含1的各种组合,再到引入负数后的各种变体。一个看似简单的小问题,藏着十好几种(考虑顺序的话更多)不同的整数解。

但话说回来,数学问题有时候还要看“语境”。如果在小学阶段问这个问题,默认通常是正整数,那答案就是我们前面提到的五种组合。如果是在初中或者更往后的学习中遇到,那很可能就默认是整数范围了,负数也要考虑进去。

如果我们再放飞一下思维,不限定是整数呢?允许是小数、分数、甚至无理数呢?
那答案就无穷无尽了,根本列不完!比如你可以随便定两个数,只要它们都不是零,比如 2.5 和 4.2。那第三个数是多少呢?就是 105 除以 (2.5 × 4.2)。这个结果肯定是个确定的数。你能选出无数对这样的前两个数,自然就能得到无数个第三个数,从而构成无数组解。比如:
10 × 10.5 × 1 = 105
2 × 5 × 10.5 = 105
√105 × √105 × 1 = 105
等等等等。这个就没法“讲透”所有可能性了,因为它们是无限的。所以一般问这种问题,都是默认在整数(有时是正整数)范围内讨论的。

所以,回到最开始那个简单的“几乘几乘几等于105”,它的答案并不是唯一固定的3、5、7。它取决于你对“几”这个字的定义有多宽泛。是只允许大于1的素数?是允许任何正整数?还是允许任何整数(正负零)?或者干脆允许任何实数?

你看,一个简单的小学生问题,背后牵扯出的数学概念可不少:素因数分解是找到最基础的正整数解的关键;乘法原理(特别是负数的乘法)拓展了整数解的范围;而对数字范围的限定,则决定了问题解的数量是有限的还是无限的。

这个过程就像剥洋葱,每剥一层,都会发现新的东西。从最初那个干干净净的3, 5, 7,我们看到了1的灵活运用,看到了负数的奇妙作用。一个简单的问题,竟然藏着这么多样化的解答方式。它提醒我们,在数学里,有时候最直观的答案只是冰山一角,多问一句“还有别的可能吗?”,往往能打开新世界的大门。这才是数学真正迷人的地方吧——它在严谨的规则下,又充满了变化和探索的乐趣。下次再遇到这种问题,可别急着只说一个答案,多想想那些藏在角落里的“几”吧!


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