扑朔迷离的“恰好相交”
大罕
有一道七年级的奥数题如下:
【题目】平面上有n条直线,每条恰好与其它n-1条直线中的2009条相交,求n的可能值.
【分析】一眼看去,这个n肯定比2009大。可是,n条直线的每一条与其它n-1条直线中的2009条恰好相交,这就让人扑朔迷离了。如果n=2010,2010条直线互不平行,显然符合题意。倘若n>2010,则可以这样解释,即n条直线中有部分直线是相互平行的。难点就在于此!
《奥数教程•能力测试》p125上有其解答,抄录如下:“将这n条直线分为若干类,同一类直线互相平行,不同类直线互不平行。已知每条直线与2009条直线相交,所以这条直线所在类的直线共有(n-2009)条(包括这条直线在内),这结论对于每一类同样正确,所以,n应被n-2009整除,所得的商就是所分的类数”。
这一段论述过于抽象,难以理解,甚至可以说无法理解。为此,我们在这里给出一个便于理解的表述方法,如下:
【解答】n条直线可分为k组,每组内有a_j(j=1,2,…,k)条直线,同一组内任意两条直线平行,不同组的直线相交,那么
a_1+a_2+…+a_k=n,
对于任何一个j,a_j中的任何一条直线l,与l相交的直线有
a_1+a_2+…+ a_k - a_j=2009,也就是n-a_j=2009,
将j取遍1,2,3,…,k,可得
n-a_1=2009,
n-a_2=2009,
………
n-a_k=2009,
将以上等式相加得:
n_k-(a_1+a_2+…+a_k)=2009k
即n_k-n=2009k,
亦即n=(n-2009)k,这说明n-2009是n的约数,而
2009=n-(n-2009),
这说明n-2009也是2009的约数,而
2009=1×7×7×41,其约数为:1,7,41,49,287,2009,
∴n-2009的可取值是:1,7,41,49,287,2009,
∴n的可取值是2010,2016,2050,2058,2296,4018.
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发布于 上海
