看见23400这个数字,你脑子里第一反应是啥?对我这种没事儿就喜欢数字里头瞎转悠的人来说,它不只是个单纯的数值,而像扇门,门后藏着不少秘密,比如那句看似简单的问题:几乘几等于23400?这话听着像小学生的算术题,可真要掰扯开了,里头的道道儿,够琢磨一阵子。它不像12或者100那样,随口就能说出一堆乘法算式。23400,带着两个漂亮的零,一看就知道它跟“十”和“百”有着千丝万缕的联系,但这仅仅是冰山一角。
想要把“几乘几等于23400”这个问题彻底讲明白,其实就是在问:有哪些整数对儿,它们俩相乘恰好是23400?这不就是找一个数的所有“因数”嘛。因数这东西,说白了,就是一个数能被哪些整数整除。找到其中一个因数,比如a,那另一个因数b自然就是23400除以a的结果。所以,问题的关键就变成了:怎么科学、系统地找到23400的所有因数?
最根本、最有效的办法,是给23400做一次彻底的“体检”,也就是数学里说的素因数分解。把23400这个大块头,拆解成构成它的最基本的“积木块”——素数。就像把复杂的机器拆成最小的零件一样。
来,咱们一步步来拆它。23400,尾巴上两个零,意味着它肯定能被100整除,而且100 = 10 × 10 = (2 × 5) × (2 × 5) = 2² × 5²。这俩素数2和5,各拿了两个,组成了100,藏在23400里头。那剩下的部分呢?23400 ÷ 100 = 234。现在就剩234了。
234是个偶数,所以它能被2整除。234 ÷ 2 = 117。
117呢?一看不是偶数了,试试3。判断能不能被3整除,有个小窍门,把数字的每一位加起来看看:1 + 1 + 7 = 9。9能被3整除,所以117也能。117 ÷ 3 = 39。
39是啥?39 = 3 × 13。
到这儿,所有的小块块都变成素数了:2、3、13。而且3出现了两次(117 ÷ 3 = 39,而39 = 3 × 13)。
好了,我们把刚才分解出来的所有素数“零件”拼一块儿看看:
从100那里我们得到了 2² 和 5²。
从234那里我们得到了 2¹、3² 和 13¹ (注意,234里的2只有一个)。
把这些零件汇合:
23400 = (2² × 5²) × (2¹ × 3² × 13¹)
合并同类项(相同素数):
23400 = 2²⁺¹ × 3² × 5² × 13¹
最终的素因数分解结果就是:2³ × 3² × 5² × 13¹。
瞧见没?23400这个数字,骨子里头就是由三个2、两个3、两个5、一个13这堆最最基础的素数粒子构成的。
现在,要找所有满足“几乘几等于23400”的整数对 (a, b),其实就是从这堆素数零件里,随意(当然得是按照规则)组合出一部分来作为数字a,剩下的所有零件组合起来就是数字b。而a和b乘起来,自然就还原成了23400。
这个“随意组合”也不是真的随便。组成因数a的素数,只能是2、3、5、13这四种。而且,组成a的素数2的个数,不能超过原始分解中2的个数(也就是3个);组成a的素数3的个数,不能超过2个;组成a的素数5的个数,不能超过2个;组成a的素数13的个数,不能超过1个。
比如说,你可以一个素数都不拿(但这通常表示因数1),那a就是1。剩下的所有素数(2³ × 3² × 5² × 13¹)就组成了b,也就是23400。所以,最朴素的一对儿是 1 × 23400。
你也可以拿一个2,一个5,它们组成10。a = 2¹ × 5¹ = 10。那剩下的素数零件就是2² × 3² × 5¹ × 13¹。把这些乘起来:4 × 9 × 5 × 13 = 36 × 65 = 2340。所以,10 × 2340 也是一对儿。
再比如,你组合出数字100,我们知道100 = 2² × 5²。从23400的素因数里拿走两个2和两个5,还剩下2¹ × 3² × 13¹ = 2 × 9 × 13 = 18 × 13 = 234。所以,100 × 234 也是一对儿。这组可能在日常计算里还挺常见的,因为100容易处理。
来点儿别的组合试试?拿三个2(2³=8),一个3(3¹=3),一个13(13¹=13)。a = 8 × 3 × 13 = 24 × 13 = 312。那剩下的零件呢?还有两个3(3¹)和两个5(5²)。b = 3¹ × 5² = 3 × 25 = 75。所以,312 × 75 也是一对儿!你看,这数字就不那么“显而易见”了吧?但它们确确实实相乘等于23400。
甚至可以组合出比较大的因数。比如把三个2,两个3,一个5组合起来:2³ × 3² × 5¹ = 8 × 9 × 5 = 72 × 5 = 360。那么a = 360。剩下的零件是两个5(5¹,因为原来有两个5,用了一个还剩一个)和一个13(13¹)。啊不对,我上面组合360只用了一个5?哦,原来23400是2³ × 3² × 5² × 13¹。如果a=360 = 2³ × 3² × 5¹,那剩下的就是 5¹ × 13¹ = 65。所以,360 × 65 是一对儿!
那因数的总数有多少呢?回忆一下素因数分解结果:2³ × 3² × 5² × 13¹。
素数2的指数是3,意味着在构成因数时,2可以选择出现0次、1次、2次或3次,共 3+1=4 种可能。
素数3的指数是2,意味着3可以选择出现0次、1次或2次,共 2+1=3 种可能。
素数5的指数是2,意味着5可以选择出现0次、1次或2次,共 2+1=3 种可能。
素数13的指数是1,意味着13可以选择出现0次或1次,共 1+1=2 种可能。
由于选择每种素数出现的次数是独立的,所以所有可能的因数个数就是这些可能性的乘积:4 × 3 × 3 × 2 = 72个。
每一个因数a(除了23400的平方根,但23400不是完全平方数,所以没有这种情况)都对应一个唯一的b = 23400/a。所以,满足“几乘几等于23400”的整数对 (a, b),如果不考虑a和b的顺序(即认为ab和ba是同一对组合,比如102340和234010算一对),这样的对儿就有72 ÷ 2 = 36对。如果考虑顺序,那就是72对。
你看,一个简单的“几乘几等于23400”的问题,引出了素因数分解,引出了因数的组合,引出了因数的个数,背后是一整套数字的结构理论。这就像看一个人,你只看到他的外表23400,但通过素因数分解,你看到了构成他的基本“基因”——2、3、5、13。而不同的“几乘几”,就是这个人穿上不同的“衣服”,在不同的场合展现出的不同“面貌”,或者说,是看待他的不同“视角”。
你可以从最小的因数1开始,看到 1 × 23400 这对极端;也可以从最大的因数23400开始,看到 23400 × 1 这另一对极端。
可以找那些看起来很“规整”的因数,比如:
2 × 11700
3 × 7800
4 × 5850 (4=2²)
5 × 4680
6 × 3900 (6=2×3)
8 × 2925 (8=2³)
9 × 2600 (9=3²)
12 × 1950 (12=2²×3)
13 × 1800
15 × 1560 (15=3×5)
18 × 1300 (18=2×3²)
20 × 1170 (20=2²×5)
24 × 975 (24=2³×3)
25 × 936 (25=5²)
26 × 900 (26=2×13)
30 × 780 (30=2×3×5)
…(这里就不一一列举那72个因数了,太多了,但原理就是这么个原理)
你会发现,每一个乘号左边的数字,都是从 {2,2,2, 3,3, 5,5, 13} 这堆零件里组合出来的一个数,而乘号右边的数字,就是剩下的零件组合出来的数。它们是互补的,就像一枚硬币的两面。
生活里,我们可能不会去列举所有72对“几乘几等于23400”,但在处理大数字、进行分配或者计算时,这种分解和组合的思想却无处不在。比如你要把23400件东西平均分给100个人,你立刻就知道每人234件,这就是用了100是23400的因数这个事实(100 × 234 = 23400)。如果你要分给360个人呢?如果知道360也是它的因数(360 × 65 = 23400),问题也就迎刃而解了。
所以,几乘几等于23400,它不是一个固定死了的“几”,而是取决于你从23400的“基因库”里,打算提取哪些“基因”(素因数)来组成你的第一个数字。每一种提取和组合的方式,都提供了一种看待和分解23400的角度。从最小的1,到最大的23400,中间形形色色的因数们,每一个都能配对一个伙伴,一起“制造”出23400。这个过程,不光是枯燥的计算,更像是和数字玩捉迷藏、搭积木,通过分解和组合,看到数字内部丰富多彩的结构和可能性。下回再看到一个大数字,不妨也这么拆拆看,保证你能发现不少有趣的东西。