Arithmetic · real student question

某個四位數是 5 的倍數,把它的數字反序寫出後仍是一個四位數。原數減去反序數得 1458,求一個符合條件的原數。

Question

某個能被 55 整除的四位數,把各位數字反序寫出後仍是一個四位數。原數減去反序數的結果為 14581458。請找出一個具有此性質的數。

Step-by-step solution

  1. 先把兩個數用位值展開寫出來。 設各位數字為 a,b,c,da,b,c,d,則原數為

    N=1000a+100b+10c+d,a0N=1000a+100b+10c+d,\qquad a\neq 0

    反序數為

    N=1000d+100c+10b+aN'=1000d+100c+10b+a

    把「數字」的敘述翻譯成算式,就是整題的訣竅;之後全是例行計算。

  2. 用兩個條件同時逼出個位數字。55 整除表示 d{0,5}d\in\{0,5\}。但反序數也必須是四位數,所以它的首位 dd 不能是 00。因此

    d=5d=5

    這一步就決定了整題:若 d=0d=0,反序後最多只剩三位數。

  3. 相減並化簡。

    NN=1000a+100b+10c+5(5000+100c+10b+a)N-N'=1000a+100b+10c+5-(5000+100c+10b+a)

    =999a+90b90c4995=999a+90b-90c-4995

    令它等於 14581458,把常數移到另一邊:

    999a+90(bc)=1458+4995=6453999a+90(b-c)=1458+4995=6453

  4. 對單一數字 aa 逐一搜尋,並允許 bcb-c 為負。90(bc)90(b-c) 的範圍是 810-810810810,所以 999a999a 必須落在 64536453810810 之內:只有 a=7a=7 合格(9997=6993999\cdot 7=6993;而 9996=5994999\cdot 6=5994 差了 459459,不是 9090 的倍數)。取 a=7a=7

    6993+90(bc)=645390(bc)=540bc=66993+90(b-c)=6453\quad\Longrightarrow\quad 90(b-c)=-540\quad\Longrightarrow\quad b-c=-6

    注意這裡的 bcb-c的。只試非負的差,正是讓這題看起來無解的陷阱。

  5. 列出所有數並挑一個。 滿足 bc=6b-c=-6 的數字組合為 (b,c){(0,6),(1,7),(2,8),(3,9)}(b,c)\in\{(0,6),(1,7),(2,8),(3,9)\},對應

    7065,7175,7285,73957065,\quad 7175,\quad 7285,\quad 7395

    任何一個都符合題意;其中最小的是

    7065\boxed{7065}

  6. 驗算。 70657065 的個位是 55,所以能被 55 整除。反序後得到四位數 56075607,而

    70655607=14587065-5607=1458

    符合要求。同樣的方法,若右邊改成 13591359,會得到 999a+90(bc)=6354999a+90(b-c)=6354,即 a=6a=6bc=4b-c=4,其中最小的解是 64056405

Answer

7065(另有 7175, 7285, 7395)7065\quad(\text{另有 } 7175,\ 7285,\ 7395)

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