我从 2003 年 AIME 试卷得到这个问题,
AIME 就是美国数学邀请考试,
实际上,这是那个考试的第一题。
三个正整数的积,N, 是 6 乘以它们的和,
三个整数中的一个是其他两个的和,
找出所有可能的 N 的值,求和。
我们是在和三个正整数打交道,
这里我们有三个正整数,
我们来考虑这三个正整数,
我们叫它们 a, b, 和 c ,
它们都是正的,
它们都是整数,
这三个正整数的积, N,
就是 a 乘以 b 乘以 c 等于 N,
它等于 6 乘以它们的和,
我们用另一个颜色,
这是它们的积,
这三个正整数的积
等于 6 乘以它们的和,
所以,这就是 6 乘以
这些整数的和, a+b+c
而其中一个整数是其他两个的和,
我们只要指定 c 是 a 和 b 的和,
这没有问题,
它们只是名字,我们没有说
它们中的一个比另外的大或者小,
我们就说,
a+b = c,
也就是一个整数是其他两个整数的和,c 是 a + b 的和,
找出所有的可能的 N 的值的和,
我们需要
对我们已经有的信息做一些整理,
或许我们可以得到数字的一些约束之间的关系,
这样,我们就可以
发现所有的可能性。
我们来看,我们知道 a+b=c,
这样我们可以用 a+b 代替 c ,
那么这里这个表达式就成为
ab,它是 a 乘以b ,乘以 c ,
但是我们不用c ,而在这里写上 a+b,
然后,它等于 6 乘以 a+b+c,
同样,我要用 a+b 来代替 c ,
然后,它能简化成什么?
在右边,我们有
6 乘以 a+b+a+b,
这就是 6 乘以 2a+2b
就是把两个a 和两个b 加起来,
我们可以把 2 提出来,
如果提出 2 ,它就是
12 乘以 a+b
这里,在左边,
它还是 a 乘以 b, 或者说 ab 乘以 a+b,
所以 ab 乘以 a+b 等于 12 乘以 a+b ,
这里就很有意思了,
我们可以两边除以 a+b,
我们知道 a+b 不会等于 0 ,
因为这些数必须是正数,
我这样说的原因就是假如它是 0 ,
除以 0 会给出没有定义的解。
如果两边除以 a+b,
我们的到 a 乘以 b 等于 12,
这样,所有题目给出的约束
经过处理后变成了这个表达式,
a 和 b 的积等于 12,
有许多数,
许多正整数,你可以让它们的积
等于 12,
我们来尝试找出它们,
我在这里写下几列,
我们说 a,b,c,
然后我们关心它们的积,
我把它写在这里 abc,
如果 a = 1, b 就是 12,
c 是它们的和,所以, c 就是 13,
1 乘以 12 乘以 13,
12 乘以12 是 144,再加上12 就是 156,
有兴趣的话,你可以验证它,
它等于 6 乘以它们的和,
它们的和是26, 26 乘以6 是 156,
它肯定是正确的。
它肯定符合这个约束。
它之所以是正确的,是因为我们根据这些约束,
把它简化为 a 乘以 b 等于 12。
我们再试一个,
2 乘以 6,它们的和是 8,
然后,如果我们求它们的积,
我们就有 2 乘以 6 是 12 再乘以 8 ,就是 96,
然后,我们来试 3 和 4,
3 加 4 是 7,
3 乘以 4 是 12,再乘以 7,
其实,我应该已经知道 a 乘以 b 总是 12,
所以,你只需要用 12 乘以最后一列,
12 乘以 7 是 84,
没有其他的了,
你肯定不能让它大于12,
因为那样你会面对非整数,
你会用到分数,
你也不能尝试它们的负数,
因为它们都是正整数,
就这些了。
这些就是所有可能的正整数,
如果你求它们的积,你得到12,
我们已经实质上是提出了因子12。
题目要求我们求出所有可能的 N 值的和,
那么,这些是可能的 N 值,
N 是这些整数的积,
我们来求和,
6 加 6 是 12 加 4 是 16,
1 加 5 是 6,加 9 是 15 加 8 是 23,2 加 1 是 3,
我们得答案是 336 .