7月10日,上午七點半,
智華樓一樓,數學院的學生志愿者們戴著紅袖套,主持著秩序。
來自全國各個省份,還有隔壁大鵝國和星島的代表隊,一共699名參賽者排隊陸續進入考場。
每個教室都有兩名監考老師,教室前方攝像頭來回轉動,像是槍口一般威懾眾人。
考生的位置前后左右間距都足有一米,考生只允許攜帶報到那天發的文具包,其余物品一律不允許帶入考室,否則按違規處理。
“放輕松,不要有什么負擔,相信自己的實力,正常發揮就行。”
考室外,安成章例行鼓勵一番。
只是話說出口,他自己也感覺有些怪怪的,感覺好囂張!
陳輝點頭,轉身向安檢的地方走去。
一走進教室,肅穆的感覺便撲面而來。
饒是身經百戰的陳輝,在這種氛圍下,都有些微的緊張。
跟參加巴巴里阿數學競賽是截然不同的兩種感覺。
不過輕微的緊張反而能夠激發潛力,讓考生們有更好的發揮,這也是很多同學考試比平時分數更高的原因。
CMO考試分為兩天,10號和11號,每天上午八點開始,持續四個半小時,下午和晚上是自由活動時間。
拿到試卷,只有三道題。
CMO的賽制跟IMO是一樣的,都是一天三道題,每天四個半小時的答題時間,總共六道題,只是CMO每道題分數是21,IMO每道題分數是7分。
掃了一眼三道題目,確認沒有什么問題后,陳輝才仔細審第一題。
【某次運動會相繼開了n天(n>1),共發出m枚獎牌,第一天發出獎牌1枚,和余下m-1枚的1/7,第二天發出兩枚,和余下的1/7,依次類推,最后在第n天發出n枚獎牌,而沒有剩下獎牌,問這次運動會開了幾天?共發了幾枚獎牌?】
“歐拉遺產問題?”
看到題目的瞬間,陳輝不僅得出了答案,還找到了這道題的祖宗。
歐拉遺產問題是說,有一位富豪,在他臨終時,給自己兒子指定了特別的遺產分配方式,第一個兒子先取一百金幣,然后取剩下金幣的1/10,第二個兒子取200金幣,然后取剩下的1/10,依次類推,最后每個兒子拿到的金幣一樣多,問,富豪總共有幾個兒子,富豪的遺產有多少金幣。
這個問題很有趣,是一道代數的經典問題,但通常適合小學高年級的朋友來練習。
這道題解法也很多,最簡單的就是設富豪遺產金幣為x,所以第一個孩子得到的金幣就是100 (x-100)*0.1=90 0.1x。
第二個孩子得到的金幣是200 (x-(90 0.1x)-200)*0.1,而兩個孩子獲得的遺產相等,自然就能算出X為8100,也就能算出富豪有9個兒子。
當然,這道題還有很多有趣的解法,比如將未知變量設成富豪的兒子數,比如利用等差數列的興致……
但這道題的難度絕對不會超過小學水平。
CMO上當然不會出現小學難度的題目,所以眼前這道題稍微做了點變形。
題目并沒有說每天發出的獎牌數相等,但道理都是相通的,只要上過初中數學,解出這道題就不難。
先假設第K天剩余的獎牌數為rk,那么發出的獎牌mk=k 1/7(rk-k),
那么第K 1天剩余的獎牌數r(k 1)=rk-mk=6/7(rk-k)。
即rk-7/6r(k 1)=k。
所以有r1=m,r1-7/6r2=1……r(n-1)-7/6rn=n-1,rn=n。
等式兩邊同時乘以(7/6)^(n-2),然后等式兩邊相加之后就能逐項相消,最后得到m=1 2*6/7 …… n(7/6)^(n-1)。
再使用點小技巧,用m-7/6m就能得到-1/6m=(1 7/6 …… (7/6)^(n-1))-n(7/6)^n,右邊式子的左半邊部分明顯是等比數列,利用公式求和,最后化簡,就能得到m=36 (n-6)*(7^n)/6^(n-1)。
一個式子,兩個未知數,顯然無法求解出具體的值。
但題目說了,n>1,所以n-6必定小于6^(n-1),而7^n和6^(n-1)互素,同時m、n為正整數,所以m不可能有分數部分,那么n就只能等于6,m也就只能是36。
寫完答案,總用時不超過兩分鐘!
不止是陳輝,教室里不少同學都露出了開心的笑容,今年CMO看樣子是準備給大家放水了。
陳輝沒有笑,雖然那位江城大學的教授給了他許諾,但若是在CMO上發揮不好,他可不確定對方的許諾還算不算數。
從一開始他就知道,這個世界,歸根結底還是由他的實力說了算。
看向第二題,
【設A是十進制數4444^4444的各位數字之和,B是A的各位數字之和,求B的各位數字之和】
有點意思的題目,陳輝看完題目,心中的緊張已然完全消失,徹底的投入到了題目之中,他已經做過很多數學題,也參加了許多比賽,一開始他只是為了賺錢,為了改善自己的處境。
但漸漸的,看到有意思的題目,他有些忍不住見獵心喜。
別看他能在阿賽決賽拿到滿分,但CMO與阿賽可以說是兩個完全不同的賽道,阿賽像是F1方程式賽車,講究的是用最好的車,以最精妙的技術來奪得冠軍。
而CMO是讓選手騎山地自行車玩山頂速降。
拿到F1方程式賽車冠軍,對于自行車速降并不會有太大的幫助。
這間教室中,剛才還露出笑臉的其他考生們開始皺起眉頭。
站在講臺和教室后方的兩位監考老師見此,抬頭對視一眼,露出了“健康”的笑容。
這次CMO由燕北大學數學院承辦,考試規模不小,自然需要數學院的學生來協助,這兩位監考老師也都是數學院的研究生。
他們在發卷時就注意到今天的題目了,當時他們就覺得這次的出題老師下手有些重,不過想到自己平時期末考試時欲仙欲死的場景,再看這些小家伙們眉頭緊皺的樣子,莫名就感覺很開心。
這還只是第二題呢,等到這些小家伙看到第三題,應該會感到更加“驚喜”吧。
他們兩個研究生都暫時還沒想到要怎么證明那道題呢。
一念及此,兩人笑得更加開心起來。
陳輝眉頭緊鎖了一秒,隨后已然舒展。
光看4444^4444自然是看不出什么東西來的,但只要稍微寫一個稍大一些的數字,就很容易發現規律。
很顯然,在十進制中,任何一個數字n與他的各位數字之和模9是同余的,例如2025%9=(2 0 2 5)%9=0,這很好證明。
只需要將由k位數字組成的n寫成n=10^k·dk …… 10^1·d1 10^0·d0這種形式,學過一點二進制的同學很容易就能想到這種表達方式。
然后只需要稍微處理一下,將原式寫成n=(10^k-1)dk dk…… (10^1-1)d1 d1 d0,顯然,10^k-1模9等于0,所以n模9,就等于dk …… d1 d0,上面的結論得證。
有了上面的結論后,很容易就能得出,B的各位數字之和C與B模9同余,C又與4444^4444模9同余,4444^4444%9=(493*9 7)^4444%9=7^(3*1481 1)%9=(7^3)^1481*7%9=(9*38 1)^1481*7%9=7。
而4444^4444