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Arithmetic · real student question

找一个四位数,它是 12 的倍数,且各位数字之积大于 25 而小于 30。给出其中任意一个即可。

Question

找一个四位数,它是 1212 的倍数,且各位数字之积大于 2525 而小于 3030。

给出其中任意一个即可。

Step-by-step solution

  1. 先把数字之积的可能取值缩小。 乘积只能是 2626、2727、2828 或 2929。逐个检验它能否写成四个 11 到 99 的数字之积(只要有一位是 00,乘积就变成 00):

    26=2×13 — 需要因数 13, 不可能26=2\times 13\ \text{— 需要因数 }13,\ \text{不可能}

    29 是质数且>9, 不可能29\ \text{是质数且}>9,\ \text{不可能}

    27=33=1×3×3×3 — 原则上可行27=3^3=1\times 3\times 3\times 3\ \text{— 原则上可行}

    28=22×7=1×2×2×7 或 1×1×4×7 — 可行28=2^2\times 7=1\times 2\times 2\times 7\ \text{或}\ 1\times 1\times 4\times 7\ \text{— 可行}

  2. 回忆被 12 整除需要什么。 由于 12=4×312=4\times 3 且 gcd⁡(4,3)=1\gcd(4,3)=1,这个数必须同时被两者整除:

    末两位组成的数是 4 的倍数,各位数字之和是 3 的倍数\text{末两位组成的数是 }4\text{ 的倍数},\qquad \text{各位数字之和是 }3\text{ 的倍数}

  3. 排除乘积为 27 的情形。 它唯一的数字组合是 {1,3,3,3}\{1,3,3,3\},数字和为 1010——不是 33 的倍数,所以怎么排都不能被 33 整除,更别说被 1212 整除了。于是只剩乘积为 2828 的情形。

  4. 处理乘积为 28 的那两组数字。 对 {1,2,2,7}\{1,2,2,7\},数字和是 1212,是 33 的倍数 ✓\checkmark,所以只剩被 44 整除这一条要满足。对 {1,1,4,7}\{1,1,4,7\},数字和是 1313,不是 33 的倍数,这组出局。把 1,2,2,71,2,2,7 排成末两位是 44 的倍数(即 1212 或 7272),就得到完整的解集:

    1272,2172,2712,72121272,\quad 2172,\quad 2712,\quad 7212

  5. 把其中一个答案完整验证一遍。 取 N=1272N=1272:

    1272÷12=106✓1272\div 12=106\quad\checkmark

    1×2×7×2=28,25<28<30✓1\times 2\times 7\times 2=28,\qquad 25<28<30\quad\checkmark

    对所有四位的 1212 的倍数做穷举搜索,可以确认这四个数就是全部的解,所以给出其中任意一个都算对。

Answer

1272(还有 2172, 2712, 7212)1272\quad(\text{还有 } 2172,\ 2712,\ 7212)

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