一位商人有一個(gè)40磅的砝碼,由于跌落在地而碎成4塊.后來,稱得每塊碎片的重量都是整磅數(shù),而且可以用這4塊來稱從1至40磅之間的任意整數(shù)磅的重物.
問這4塊砝碼碎片各重多少?
1)首先把具體問題抽象成數(shù)學(xué)語言,可以敘述為:
已知一個(gè)k項(xiàng)的自然數(shù)列a,通過對各項(xiàng)進(jìn)行加減運(yùn)算,可以表示個(gè)數(shù)最多的連續(xù)自然數(shù)1,2,…,S中的任意一個(gè)。
2)用歸納法進(jìn)行分析問題;
(i)當(dāng)k=1時(shí),則取a1=1,S=1;
所以取a1=1,可以表示自然數(shù)1
(ii)當(dāng)k=2時(shí),取a1=1,討論a2取值:
已知a2>a1,則a2可以取2,3,4…..
當(dāng)a2=2時(shí),可以表示1,2,3(2+1)
當(dāng)a2=3時(shí),可以表示1,2(3-1),3,4(1+3)
當(dāng)a2=4時(shí),無法表示出2
所以取a1=1,a2=3,可以表示1---4之間的連續(xù)自然數(shù)
(iii)當(dāng)k=3時(shí),取a1=1,a2=3,討論a3取值:
已知a3>a2,則a3可以取4,5,6…..
這里分析一下之前的兩種情況,可以發(fā)現(xiàn),加入a3之后,首先要能表示出5,其次要想盡可能表示更多數(shù),a3就要盡可能的大,所以5就應(yīng)該是通過減法而不是加法得到的。
則可以寫出a3—4=5,則a3=9
經(jīng)驗(yàn)證,滿足題目要求,當(dāng)a3>=10的時(shí)候,不能表示出5
所以取a1=1,a2=3,a3=9,可以表示1--13之間的連續(xù)自然數(shù)
(iv)當(dāng)k=4時(shí),取a1=1,a2=3,a3=9,討論a4取值:
根據(jù)在(iii)里推斷出方法,a4-13=14,則a4=27
所以取a1=1,a2=3,a3=9,a4=27,可以表示1—40之間的連續(xù)自然數(shù)
(v)所以通過歸納法,這樣的計(jì)算還可以繼續(xù)推廣下去
3)這樣就得到了四塊砝碼的重量為1磅,3磅,9磅,27磅。