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网络日志正文
答gugeren 兄的数学题 2025-03-03 09:44:29

老朋友数学家gugeren顾老先生刚给我布置了一道数学题,请看下面。

----------------------------------------------

gugeren:

哈,Laober不大发言,一发言就说到了点子上。

一些人下笔千言离题万里不知所云。

给你做一道数学题,解解闷。

【连续十个Fibonacci 数的和,必能被11整除。】

Fibonacci 数,就是所谓的“兔子数列”:1,1,2,3,5,8,……

即此数列的第三个数是前二个数字之和。

不太难,但是也不太容易,呵呵。

------------------------------------------------

Laober

老顾:近来无恙?怎么不在自家院里出题啊?你这题简单,一看便知答案。

0+1+1+2+3+5+8+13+21+34=88

1+1+2+3+5+8+13+21+34+55=143

-----------------------------------------------------------

gugeren

哈,没有这么简单啊。

怪我没有写清楚。这是一道证明题,

证明:任意取出连续的十个Fibonacci 数,它们相加之和必然是11的倍数。

提示:

1】利用这个数列的原始定义证明,比较繁些。

2】利用Binet 公式【即这个数列的通项公式】证明,较简单。可找到这个公式。

gugeren

你做出来的话,开一个博文吧,免得在这里歪楼了。

------------------------------------------------------------------------

回复再答如下:

image.png

浏览(3692) (74) 评论(57)
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文章评论
作者:Laober 回复 gugeren 留言时间:2025-03-09 08:51:14

很多喜爱数学的人的共性:每当解出一道数学难题就会很有成就感!

还有人说他感到孤独时,做做数学题,心情就会愉悦起来!

卡尔马克思做数学题时,可能也是这种情况。


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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-08 21:12:09

我每天只花1小时做题。快时1小时可做3道,慢时几天都没有思路。突然在出去运动时、做家务时,甚至上厕所时,来了灵感。

做出一道题,会很有成就感的。

有时题做顺了,时间会不知不觉地过去了。


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作者:Laober 回复 gugeren 留言时间:2025-03-08 20:26:30

一个星期做两三道就可以了,预防老年痴呆,但不可过度影响工作生活!

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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-08 19:22:19

可以挑着做啊。

实在做不出,才看答案。而且答案有多个。

一些看起来不难的题目用别的方法做,可能会更快更好,打开新思路。


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作者:Laober 回复 gugeren 留言时间:2025-03-08 17:58:20

老顾有这么多时间做这么多题!羡慕!


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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-07 21:11:35

https://artofproblemsolving.com/wiki/index.php/2024_AMC_12A_Problems

2024年AMC 12A第一题:

求:

9901*101 - 99*10101


呵呵,难吗?

一般它的最后一题:第25题最难,但是多想想也能做出来。

每年的试题分两部分,每部分25题,就是每年有50题。

慢慢做,一个月到一个半月就能做完了。


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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-07 21:06:33

我下面说了,AMC12和AMC10不难的,前面几道题甚至是送分题。

AIME也可以试试。

难的是USAMO和IMO两个奥数赛。


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作者:Laober 回复 gugeren 留言时间:2025-03-07 21:01:08

老顾:我做数学题只是业余爱好,活动脑筋,太难的AIME奥数题就算了。谢谢!


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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-07 19:37:28

美国中学的数学竞赛,有

--AMC: 8、10和12三种,各对应8、10和12年级。其中AMC 10和AMC 12的有些题是一样的,每年赛1次。这些题比较合我们的胃口,只有个别的难题。

见:

https://artofproblemsolving.com/wiki/index.php/AMC_12_Problems_and_Solutions?srsltid=AfmBOopU8SG2VXPW_O8LKg1uCxEDfVC6Mmm_4k-Mz_ajggR6AnpBEbU0

我把这里面所有的题目都翻了一遍做了,很有趣。


--再高一点的水平的高中数学竞赛是AIME,是美国国家奥数的选拔赛,题目显然难了一些,不过动动脑子,可以做出一大半。我正在做这个。

见:

https://artofproblemsolving.com/wiki/index.php/AIME_Problems_and_Solutions?srsltid=AfmBOopDM3jipDZKf_j-5aJJKB4bKvYrQ_7vMfZIDI3q26ZGqZ6-qisn


--再上面就是美国国家奥数赛USAMO:

https://artofproblemsolving.com/wiki/index.php/USAMO_Problems_and_Solutions?srsltid=AfmBOopRqYR9r-CGmtOLZDlOcXWf5djK3BTSTtn8ma3CI8H8sgVm0QNp


--以及世界奥数赛IMO:

https://www.imo-official.org/problems.aspx


这些奥数的题目已经相当难了,有些连题目都很难看懂。

有兴趣的话,可以仔细找找看看玩玩。看看各国的数学水平与中国的不同的地方。




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作者:Laober 回复 gugeren 留言时间:2025-03-07 18:56:42

这个余数问题不会做。


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作者:Laober 回复 gugeren 留言时间:2025-03-07 18:56:18

显而易见,没有重复的啦!


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作者:gugeren 回复 gugeren 留言时间:2025-03-07 12:13:24

利用“同余【congruence】”的概念做这道题比较容易。

现在“同余”已经放入高中课本了,包括中国的高中。


参见:

模运算:

https://en.wikipedia.org/wiki/Modular_arithmetic

【模运算,中文】

https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E6%A8%A1%E7%AE%97%E6%95%B8


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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-07 10:13:05

求:

2^192 - 1

被1000除后的余数。


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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-07 10:05:41

3数互换时,要考虑到两个方程的限制。

你的6个combinations可能有重复的组合。

你把所有的你认为的组合放在一起,然后按顺序排列,看看有没有重复的组合。


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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-07 10:03:07

Binet 公式【Fibonacci 数的通项公式】:

F(n) = (1/√5)*(φ^n - ψ^n)

F(n)表示第n个 Fibonacci 数。

我的看法是:这个公式把原来的Fibonacci 数之间的加法关系变成了乘法关系。


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作者:Laober 留言时间:2025-03-07 09:33:32

φ^10 = (123+55√5)/2

φ^10 - ψ^10 = 55√5


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作者:Laober 留言时间:2025-03-07 09:33:09

老顾:a,b,c 三数可以互换,共6个combinations ,正确答案是1201。我不再继续讨论这个问题了。


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作者:gugeren 留言时间:2025-03-07 09:21:22

还有,以下情况也使得第二个方程(等于6百万的那个方程)不成立:

a=100+k1, b=100+k2, c=100-k1-k2

a=100+k1, b=100-k2, c=100-k1+k2

你可用excel 试一下。


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作者:gugeren 留言时间:2025-03-06 22:27:20

可以这样算:

设a=100+k, b=100-k, c=100

(100+k)^2*(100-k+100) + (100-k)^2*(100+k+100) + 100^2*(100+k+100-k)

=(100+k)^2*(200-k) + (100-k)^2*(200+k) + 100^2*(200)

=6,000,000

这是一个恒等式。就是说,由于k是非负整数【题设】,因此0≤k≤200【由算式中(200-k)可以看出】。

算出二元数组(a,b)的组数,举一反三,就可以算出(b,c)和(a,c)的同样数目的组数,再减去两组(100,100,100),得到601。


另外,三个变量中,其中两个变量不可能同时为0:这时第二个方程也是0了。



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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-06 22:08:48

3个变量之和是300,故决定了其中2个的数据,第三个数就是300-前两数之和,是可以定了的。

你的表中,计算二元数组(a,b)的个数就可以了,然后把结果乘以3,……。这个思路就是我写的思路。

你把a和b两个数继续写下去,直到最右边的数不是6百万为止;

然后a从201开始向上走:202,203,……,也直到最右边的数不是6百万为止。

除去重复的数据,再看结果。


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作者:gugeren 留言时间:2025-03-06 20:13:03

以下这道题仍然与Fibonacci数列有着隐形的联系。

二次方程x^-x-1=0有两个共轭根:

(1+√5)/2 和 (1-√5)/2

一般把前者记为φ,后者记为ψ(或者其他的符号)。

两者关系根据韦达定理,有

φ*ψ = -1, φ+ψ=1。


求:

φ^10,以及

φ^10 - ψ^10.



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作者:Laober 回复 gugeren 留言时间:2025-03-06 20:07:54

老顾:我疏忽了。我把表重作一下。答案不变,仍是1201。

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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-06 19:59:53

我知道你错在哪儿了。

a+b+c=300,不是600.


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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-06 19:32:13

你那个(201,200,199),计算第二个方程时,结果是48,000,000.

我也是用excel算的。


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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-06 19:28:38

这题当时我是这么想的:

3个数的平衡点是(100, 100, 100),这时也满足第二个方程(6百万)。

现在固定3个变量中的一个(例如c)保持100不变,让a增加1,同时b减少1,这时第二个方程(6百万)也仍然成立。

直到a=200,b=0,c=100(c一直保持100不变),第二个方程(6百万)仍然满足。即a从100到200,b从100到0,是101种三元数组(a,b,c)。【三个变量之一超过200,第二个方程就不会成立了】

然后,让a从100开始减少1,同时b从100开始增加1,c仍然保持100不变,这时第二个方程(6百万)也仍然成立。

直到a=0,b=200,c=100(c一直保持100不变),第二个方程(6百万)仍然可以满足。即a从100到0,b从100到200,也是101种三元数组(a,b,c)。

合起来,a从0到 200(同时b从200到0),是201种组合。

由于a、b和c在两个方程里地位相同,上述情况中的a换成c,b换成c,也可以成立。

(a,b)、(b,c)、(a,c)【其中第三个变量保持100不变】三种情况下

,共为201*3=603种组合。

但是(100, 100, 100)在中间出现了3次,故要减去2个,总计:

603-2=601种组合。


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作者:Laober 回复 gugeren 留言时间:2025-03-06 18:33:44

老顾:我认为您提供的答案601错了,或者说您看到的标准答案 错了。正确答案是1201.

我下面的两个图表符合第二个方程的要求。并没有重复的数字组。除非您能指出什么地方重复了。

另那道复数题,我看不清写的啥。请另外出一题吧!


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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-06 11:31:08

除了三数之和为600外,还要符合第二个方程的限制。


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作者:Laober 回复 gugeren 留言时间:2025-03-06 11:19:46

老顾: 如果把0包括进去,一共201组对称数,(200,200,200)组只有一个答案。

其余200组,每组都有 6个答案, 所以最终大案应该是1201

以(201,200, 199)组为例,a, b, c 数值分布组如下。

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作者:gugeren 回复 Laober 留言时间:2025-03-05 21:29:05

看看有没有重复的数字?

3个字母各201种数(0-200),为603种,再减去两组(100,100,100)重复组,即为601组。


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作者:gugeren 留言时间:2025-03-05 20:37:55

再来一题单位圆/根-复数开方。


w是13次单位根【即w^13=1】,但w≠1.

求:

(2 - 2*w^0 + w^(2*0))*(2 - 2*w^1+ w^(2*1))*(2 - 2*w^2 + w^(2*2))*...*(2 - 2*w^11 + w^(2*11))*(2 - 2*w^12 + w^(2*12)


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