嘿,大家好!今天咱们不聊别的,就来掰扯掰扯那个再普通不过的数字——24。别看它普普通通,藏着的“秘密”可不少呢!特别是那个问题:24等于几乘几乘几?听着简单,真要把里头的事儿理清楚,嘿嘿,还真有点意思。这不光是数学题,在我看来,更像是个小小的探险,一层层剥开,看看这个24到底是怎么“长”成的。
你想啊,一个数字,能拆成三个家伙相乘,这得有多少种可能?脑子里是不是立马冒出一些数字?比如,最直接的:24 = 1 × 1 × 24。没错,1是万能的,它跟谁搭伙都不改变别人的“身份”。所以,包含1的组合是基础款。当然,1也可以多出现几次,比如 1 × 24 × 1 或者 24 × 1 × 1。哎,等等,我们讨论的是“几乘几乘几”,通常情况下,顺序不一样就算不同的排列。但在很多小学数学或者初等数论里,如果只考虑由哪些数字组成,不考虑顺序,那 1, 1, 24 就算一种。今天咱们尽量把所有情况都列出来,包括不同顺序的,这样才够“透彻”嘛!
那么,除了1,24还能被谁整除呢?这就是所谓的“因数”。24的因数有哪些?小学学过的因数分解派上用场了!24 ÷ 2 = 12,24 ÷ 3 = 8,24 ÷ 4 = 6,24 ÷ 6 = 4,24 ÷ 8 = 3,24 ÷ 12 = 2,24 ÷ 24 = 1。所以,24的因数有 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24。这些数字就像是组成24的基本“砖块”。现在,我们要从这些砖块里挑三个出来,让它们相乘等于24。
来,咱们一个一个“搭建”试试。
先从最小的因数2开始。如果有一个乘数是2,剩下两个是多少?那就是让剩下两个相乘等于 24 ÷ 2 = 12。那么问题就变成了:12等于几乘几?12的因数有 1, 2, 3, 4, 6, 12。
所以,如果一个乘数是2,另外两个可能是:
– 1 和 12 (2 × 1 × 12)。这里的组合就是 (2, 1, 12)。别忘了顺序啊!它可以是 2 × 1 × 12,也可以是 2 × 12 × 1,还有 1 × 2 × 12,1 × 12 × 2,12 × 1 × 2,12 × 2 × 1。嗯,这里涉及到三个不同数字的排列,有 3! = 6种不同的排列方式。
– 2 和 6 (2 × 2 × 6)。组合是 (2, 2, 6)。这里有两个2是相同的,排列数就不一样了。三个位置,选一个给6,剩下两个给2,有 3!/2! = 3种排列方式:2 × 2 × 6,2 × 6 × 2,6 × 2 × 2。
– 3 和 4 (2 × 3 × 4)。组合是 (2, 3, 4)。又是三个不同数字,排列数是 3! = 6种:2 × 3 × 4,2 × 4 × 3,3 × 2 × 4,3 × 4 × 2,4 × 2 × 3,4 × 3 × 2。
好,以2开头的“三兄弟”找得差不多了。接下来试试以3开头的,但要避免重复啊。比如 3 × 2 × 4 已经包含在上面 (2, 3, 4) 的组合里了。我们只找那些“新”的组合,也就是说,如果把三个乘数从小到大排列,它们是第一次出现。
刚才找的组合(忽略顺序):
(1, 1, 24)
(1, 2, 12)
(1, 3, 8) (因为 24 ÷ 3 = 8,8可以拆成 1 × 8)
(1, 4, 6) (因为 24 ÷ 4 = 6,6可以拆成 1 × 6)
(2, 2, 6)
(2, 3, 4)
还有没有漏掉的呢?咱们继续系统地来。
从质因数分解入手可能更彻底。24的质因数分解是 24 = 2 × 2 × 2 × 3。这就像是24最“纯粹”的组成形式,它只有质数“朋友”。现在我们要从这四个质因数(三个2和一个3)里,分成三组,每组相乘得到一个乘数。
记住,最终我们要得到三个数相乘等于24。这三个数可以是质数,也可以是合数(由质数相乘得到)。
分组方式:
1. 把所有的质因数都分给一个乘数,剩下两个是1。这就是 (1, 1, 24)。
2. 把这四个质因数分成三组,比如一组一个2,一组一个2,剩下两个(一个2和一个3)一组。得到乘数就是 2, 2, (2×3)=6。组合是 (2, 2, 6)。
3. 把这四个质因数分成三组,比如一组一个2,一组(一个2和一个2)得4,剩下那个3一组。得到乘数就是 2, (2×2)=4, 3。组合是 (2, 3, 4)。
4. 还有别的分法吗?比如一组一个3,剩下三个2(2×2×2)得8,再加个1。得到乘数就是 1, 3, (2×2×2)=8。组合是 (1, 3, 8)。
5. 一组一个2,剩下三个分成两组,比如一组一个2,一组(一个2和一个3)得6,再加个1。得到乘数就是 1, 2, (2×3)=6。不对,24 ÷ (1×2) = 12,然后12拆成 1和12。这个已经包含在 (1, 2, 12) 里了。
重新整理一下,根据质因数分解 2, 2, 2, 3,我们要把这四个元素分配到三个“篮子”里,这三个篮子里的乘积就是我们找的三个乘数。允许篮子是空的(代表乘数是1)。
篮子1 | 篮子2 | 篮子3 | 乘数1 | 乘数2 | 乘数3 | 组合(从小到大)
——- | ——– | ——– | ——– | ——– | ——– | ——–
空 | 空 | 2,2,2,3 | 1 | 1 | 24 | (1, 1, 24)
2 | 空 | 2,2,3 | 2 | 1 | 12 | (1, 2, 12)
3 | 空 | 2,2,2 | 3 | 1 | 8 | (1, 3, 8)
2,2 | 空 | 2,3 | 4 | 1 | 6 | (1, 4, 6)
2 | 2 | 2,3 | 2 | 2 | 6 | (2, 2, 6)
2 | 3 | 2,2 | 2 | 3 | 4 | (2, 3, 4)
看着这张表,是不是感觉思路清晰多了?这六组(忽略顺序)数字,就是所有能相乘等于24的三元组。
现在,我们再把顺序考虑进去,把它们“膨胀”开来:
-
组合 (1, 1, 24):
1 × 1 × 24
1 × 24 × 1
24 × 1 × 1
(3种) -
组合 (1, 2, 12):
1 × 2 × 12
1 × 12 × 2
2 × 1 × 12
2 × 12 × 1
12 × 1 × 2
12 × 2 × 1
(6种) -
组合 (1, 3, 8):
1 × 3 × 8
1 × 8 × 3
3 × 1 × 8
3 × 8 × 1
8 × 1 × 3
8 × 3 × 1
(6种) -
组合 (1, 4, 6):
1 × 4 × 6
1 × 6 × 4
4 × 1 × 6
4 × 6 × 1
6 × 1 × 4
6 × 4 × 1
(6种) -
组合 (2, 2, 6):
2 × 2 × 6
2 × 6 × 2
6 × 2 × 2
(3种) -
组合 (2, 3, 4):
2 × 3 × 4
2 × 4 × 3
3 × 2 × 4
3 × 4 × 2
4 × 2 × 3
4 × 3 × 2
(6种)
把这些加起来,总共有 3 + 6 + 6 + 6 + 3 + 6 = 30种不同的“几乘几乘几”等于24的乘法算式(考虑顺序)。
看看这些数字跳跃的组合,是不是挺奇妙的?从最简单的 1 × 1 × 24,到质因数完全散开的 2 × 3 × 4,再到包含重复数字的 2 × 2 × 6,每一种都通往同一个结果——24。
这个过程,让我想起搭积木。24就是那个最终的模型,而它的因数就是不同形状、不同大小的积木块。我们可以用各种方式组合这些积木,只要它们能严丝合缝地搭在一起,最终的“体积”(乘积)就是24。而质因数,就像是组成所有积木的最小基本粒子,不可再分,但它们通过不同的组合,构成了所有更大的积木块。
再换个角度,想象一下一个边长分别是a、b、c的长方体,它的体积是 a × b × c。如果这个长方体的体积固定是24个立方单位,那么它的边长组合(a, b, c)有多少种可能呢?当然,边长通常是正数,而且这里我们考虑的是整数边长。这个问题本质上就回到了“24等于几乘几乘几”的整数解问题。而且,如果考虑的是物理上的长方体,边长 (1, 2, 12) 和 (2, 1, 12) 描述的是同一个形状的长方体,只是摆放方式不同。所以,在考虑形状时,我们只关心那六组不考虑顺序的组合:(1, 1, 24), (1, 2, 12), (1, 3, 8), (1, 4, 6), (2, 2, 6), (2, 3, 4)。这代表了六种不同“身材”的长方体,它们的体积都是24。
你看,一个简单的数学问题,牵扯出了因数、质因数分解、排列组合,甚至还能跟几何图形联系起来。数字的世界就是这样,充满联系,也充满各种可能性。24,一个再普通不过的数字,拆解开来,却有着这么丰富的“内心世界”。下回再看到24,或许你会跟我一样,脑子里不光闪过它的因数,还会想起它能被拆成各种各样的“三兄弟”相乘的有趣模样。这就是数字的魅力,它总能在一个个简单的问题背后,隐藏着更深、更广阔的天地,等着我们去探索。所以,别小看任何一个数字,它们都有自己的故事,自己的构成方式,自己的“几乘几乘几”的秘密等着你去揭开。