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數學手抄報內容:巧斷金鏈

  8=1+1+2+4

  9=1+1+2+5

  10=1+1+3+5

  11=1+1+3+6

  12=1+2+3+6

  13=1+2+3+7

  14=1+2+4+7

  15=1+2+4+8

  對于上面的格羅麗亞太太的79節金項鏈,79+1=80,80/2=40,所以最大的一節就是40節,79-40=39,39+1=40,40/2=20,所以第二大的一節就是20節,39-20=19,19+1=20,20/2=10,第三大的一節是10節,19-10=9,9+1=10,10/2=5,又找到了一節是5,9-5=4,4的表示法如上已經列出來了:4=1+1+2.最后得到79節的金項鏈的分割法:1,1,2,5,10,20,40.過去我也碰到過一道類似的題,是23節金項鏈,也能夠很容易地解決:23+1=24,24/2=12;23-12=11,11=1+1+3+6;所以23的分割法為:1,1,3,6,12.顯然,對于2k-1類型的數,用這里的辦法與用二進制記數法得出的結果是一致的.

  從上面所列出的拆分法可以看出,如果2k=

  可以用數學歸納法很容易地證明這是正確的.那么還有沒有比這更少的分割法呢?可以證明沒有了.從我們的分析方法中可以看出,這是一個構造性的推理過程,假如還有比這更少的分割法,那么相當于在表達式n=a0+a1+a2+...+ak.中進行了某些組合,比如將a1+a2合并成新的a1,那么原來的有些組合就表示不出來了,例如a0+a2,就沒有辦法組合了.當然,一個數的拆分不是唯一的,前面的23節金鏈還可以分成1,2,3,6,11.你可以試試,這種分割法照樣能滿足要求.前面的分析中也可以把(n-1)/2留下來作為最大的節數,但是這樣分出來的節數就不一定都是最少的了,例如把15這樣分割,會得到:1,1,2,4,7.雖然能夠滿足付房費的要求,但是就不是最優解了.最后總結一下,把前面的算法過程公式化可以得到:

  k-1r-1k-1

  n=(n+c0)/2+∑{[n-∑cs2s+cr2r]/2r+1}+[n-∑cr2r]/2k

  r=1s=0r=0

  其中c0,c1,...ck-1等等是1或是0取決于每一步得出的數的奇偶性.其實最后一項等于1,這樣可以得出:

  k-1

  n-2k=∑cr2r

  r=0

  a0=(n+c0)/2

  i-1

  ai=[n-∑cs2s+ci2i]/2i+11(i=1,2,3,...k-1)

  s=0

  ak=1

  當然,編成計算機程序還是用遞歸程序比較簡單.這里列出這些公式是為了保留存照。

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