一个整数如abcd
可以写成1000×a+100×b+10×c+d
=999×a+99×b+9×c+a+b+c+d
根据十进制的性质,我们总可以将整数n表达成 ,取3的同余则根据 得:
因此 当且仅当 ,证毕。
这个问题能上热榜第一,很符合知乎人均常春藤的水平。
任意非负整数 满足
于是 和它的各个位数之和 除以 有相同的余数。
因此(1)是的倍数等价于各个位数之和是的倍数;
(2)是的倍数等价于各个位数之和是的倍数。
很有年代感的一个问题
如果我没记错的话,这个定理最早出现于小学课本,不过当时老师只是让我们背下来,而不去考虑它背后的证明。
其实现在回过头看看,原理也很简单,为了更好的叙述,下面我们引入一个记号:
给定一个正整数 ,如果两个整数 和 满足 能够被 整除,即 得到一个整数,那么就称整数 与 对摸 同余,记作: 。
我们要证的是:
只要整数的各个位数之和是3的倍数,那么这个整数就一定是3的倍数。
应该注意到一个浅显的事实,对任何一个正整数 ,都可以写成 的形式,其中 都是正整数,而且是整数 的的各个位数。
例如 , 。
不妨设:
将原命题用数学语言修改一下,即为:
还是补充说明一下吧,“ ”也是一个记号,表达的意思是,若 为整数,则记为 ,读作:“a整除b”。例如: (2整除4), (3整除6)。
因为余数为零时必定可以整除,所以更一般的,可以将原命题转化为:
不妨先举几个简单例子,例如
因为
因为 是 的倍数,所以, 也一定是 的倍数,故 一定是一个整数
毕竟
故:
同理:
而 也都是 的倍数,故 也一定是 的倍数。
故:
按照上面的思路,对任意的正整数 。
不妨设:
故:
因为
都是 的倍数,故
也一定是 的倍数,
所以按照上面的思路: 。
不过这个性质我想应该只在十进制中成立,其他进制可以思考一下,留作课后作业。
还有,按照本回答的这种思路,可以证明,把 换成 ,结论依然成立,即:
只要整数的各个位数之和是9的倍数,那么这个整数就一定是9的倍数 。
估算一个上界。思路是每一轮都寻求一条最短线段,将当前包含天使的多边形,按面积等分成两个新的子多边形。再假设天使的运气足够好,每次都瞬移到等分效率较低的子多边形。
直观看出,取平行于正三角形一条边的线段来等分其面积,等分效率最高。令此线段长度 ,三角形边长 ,则:
这样,初始正三角形被分成一个新的小正三角形和一个等腰梯形,易见等腰梯形的等分效率远高于新的小正三角形,于是根据假设,天使将瞬移到新的小正三角形当中。如此循环,至于无穷,天使将被锁定在初始正三角形的一个顶点。计算魔鬼走过的耗时路程:
记魔鬼速度 ,则捉住天使的时间:
这个题目如此离散,不借助于数值离散优化不易得到全局最优解,建议大家来改进这个上界吧。
按照 @yyx 说的圆弧线等分正三角形以及后续的扇形,上界可以改进为: