例13 有一種最簡真分數,它們的分子與分母的乘積都是420.如果把所有這樣的分數從小到大排列,那么第三個分數是多少?
解:把420分解質因數
420=2×2×3×5×7.
為了保證分子、分母不能約分(否則約分后,分子與分母的乘積不再是420了),相同質因數(上面分解中的2),要么都在分子,要么都在分母,并且分子應小于分母.分子從小到大排列是
1,3,4,5,7,12,15,20.
分子再大就要超過分母了,它們相應的分數是
兩個整數,如果它們的最大公約數是1.就稱這兩個數是互質的.
例13實質上是把420分解成兩個互質的整數.
利用質因數分解,把一個整數分解成若干個整數的乘積,是非常基本又是很有用的方法,再舉三個例題.
例14 將8個數6,24,45,65,77,78,105,110分成兩組,每組4個數,并且每組4個數的乘積相等,請寫出一種分組.
解:要想每組4個數的乘積相等,就要讓每組的質因數一樣,并且相同質因數的個數也一樣才行.把8個數分解質因數.
6=2×3, 24=23×3,
45=32×5, 65=5×13,
77=7×11, 78=2×3×13,
105=3×5×7, 110=2×5×11.
先放指數最高的質因數,把24放在第一組,為了使第二組里也有三個2的因子,必須把6,78,110放在第二組中,為了平衡質因數11和13,必須把77和65放在第一組中.看質因數7,105應放在第二組中,45放在第一組中,得到
第一組:24,65,77,45.
第二組:6,78,110,105.
在講述下一例題之前,先介紹一個數學名詞--完全平方數.
一個整數,可以分解成相同的兩個整數的乘積,就稱為完全平方數.
例如:4=2×2, 9=3×3, 144=12×12, 625=25×25.4,9,144,625都是完全平方數.
一個完全平方數寫出質因數分解后,每一個質因數的次數,一定是偶數.
例如:144=32×42, 100=22×52,…
例15 甲數有9個約數,乙數有10個約數,甲、乙兩數最小公倍數是2800,那么甲數和乙數分別是多少?
解:一個整數被它的約數除后,所得的商也是它的約數,這樣的兩個約數可以配成一對.只有配成對的兩個約數相同時,也就是這個數是完全平方數時,它的約數的個數才會是奇數.因此,甲數是一個完全平方數.
2800=24×52×7.
在它含有的約數中是完全平方數,只有
1,22,24,52,22×52,24×52.
在這6個數中只有22×52=100,它的約數是(2+1)×(2+1)=9(個).
2800是甲、乙兩數的最小公倍數,上面已算出甲數是100=22×52,因此乙數至少要含有24和7,而24×7=112恰好有(4+1)×(1+1)=10(個)約數,從而乙數就是112.
綜合起來,甲數是100,乙數是112.
例16 小明買紅藍兩種筆各1支共用了17元.兩種筆的單價都是整元,并且紅筆比藍筆貴.小強打算用35元來買這兩種筆(也允許只買其中一種),可是他無論怎么買都不能把35元恰好用完,問紅筆、藍筆每支各多少元?
解:35=5×7.紅、藍的單價不能是5元或7元(否則能把35元恰好用完),也不能是17-5=12(元)和17-7=10(元),否則另一種筆1支是5元或7元.
記住:對筆價來說,已排除了5,7,10,12這四個數.
筆價不能是35-17=18(元)的約數.如果筆價是18的約數,就能把18元恰好都買成筆,再把17元買兩種筆各一支,這樣就把35元恰好用完了.因此筆價不能是18的約數:1,2,3,6,9.
當然也不能是17-1=16,17-2=15,17-3=14,17-6=11, 17-9=8.現在筆價又排除了:
1,2,3,6,8,9,11,14,15,16.
綜合兩次排除,只有4與13未被排除,而4+13=17,就知道紅筆每支 13元,藍筆每支 4元.