求证:任取四个不同的正整数,一定可以用 $24$ 点的规则(用四则运算符号和括号连接这四个数)算出一个 $24$ 的倍数.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    组合数学
    >
    抽屉原理
  • 题型
    >
    组合数学
    >
    组合证明
  • 知识点
    >
    数论初步
    >
    整除与同余
【答案】
【解析】
分以下两种情形讨论.
情形一四个数中有 $4$ 的倍数.若剩下的 $3$ 个数中有 $6$ 的倍数,那么命题显然成立.否则按模 $6$ 作三个抽屉,分别余 $\pm 1,\pm 2,\pm 3$,若剩下的三个数分别在三个不同的抽屉中,那么它们之间用 $+,-$ 连接可以得到 $6$ 的倍数;若 $b,c,d$ 中有两个在同一个抽屉中,那么这两个数可以用 $+,-$ 连接得到 $6$ 的倍数.最后相乘就可以得到 $24$ 的倍数.
情形二四个数中没有 $4$ 的倍数,那么按照模 $8$ 作三个抽屉,分别余 $\pm 1,\pm 2,\pm 3$,这样至少有 $2$ 个数在同一个抽屉中,它们用 $+,-$ 连接可以得到 $8$ 的倍数.剩下的两个数中若有 $3$ 的倍数,那么命题显然成立.否则按模 $3$ 余数必然为 $\pm 1$,这样它们之间用 $+,-$ 连接可以得到 $3$ 的倍数.最后相乘就可以得到 $24$ 的倍数.
综合以上情形,命题得证.
答案 解析 备注
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