質問

使用三個不同的數碼 A、B、C 各恰一次,共可以得到 6 個不同的三位數。
在這些三位數中已知:
恰有一個數可被 16 整除;
除了上面的數,只有一個數可被 4 整除;
除了上面的兩個數,只有兩個數可被 2 整除;
其中的一個數是質數;
其中的一個數等於一個質數的平方。
請問使用數碼 A、B、C 各恰一次所構成的最大三位數是什麼?

思考

解决数字难题

解1963年数学问题时,发现只有一个数字能被16整除,有一个能被4整除,两个能被2整除,其余五个是奇数。pluse加一个质数。


排列和质数

问题中包含A、B、C三个不同的数字,涉及6个独特的3位数。要找出唯一一个能整除16的数,而其他数满足特定的整除条件。这让我思考如何筛选合适的数字组合。

精选数字组合

我正在寻找三个独特数字A、B、C,确保其六种排列中包含一个能被16整除的数字,一个能被4整除但不能被16整除的数字,两个位于2但不在4或16的数字和两个奇数。

筛选合适的数字

我查看了所有3位数的质数平方数,找出其中的质数和其平方数,筛掉了不符合条件的数量。然后,确定唯一符合条件的三个数字。

初步筛选

我在揭示哪些数字是质数的平方,对其他数字进行排列组合。之后,我检查每个平方数的数字,看看它们是否满足条件。比如,169的数字1、6、9是唯一的,符合条件。其他数字的组合则需要进一步验证。

筛选和验证

我正在筛选出289后的所有排列組合,并检查其是否为平方数或质数。发现唯一的质数是829。

调查看似

首先,检查8个数字中有两个能被4整除,但不能被8或16整除。再看19个数字中有一个能被16整除。

调查数字的特征

892 可以被4整除,但不能被16整除;928 能被16整除;982 不能被16整除。其他数字是奇数或平方数,且最大值为982。

检查平方数排列

我正在查看361的每个排列,发现163、613和631是质数,但只有361是平方数。对于529的每个组合,发现没有质数。

排除不合格数字

529不是素数,869和961包含两个平方数259。最终选择289。

找寻质数和平方

我正在寻找满足条件的数字。质数是829,平方数是289。比较其他可能性后,确定982是最大数。

回答

根據題目條件,我們需要找到三個不同的數碼 AABBCC,使得這三個數碼的所有排列組合(共6個不同的三位數)滿足以下條件:

  1. 恰有一個數可被 16 整除。
  2. 除了上述數字,只有一個數可被 4 整除。
  3. 除了上述兩個數,只有兩個數可被 2 整除。
  4. 其中的一個數是質數。
  5. 其中的一個數等於一個質數的平方。

分析步驟:

  1. 質數平方的三位數

    • 可能的三位數質數平方有:121 (11211^2), 169 (13213^2), 289 (17217^2), 361 (19219^2), 529 (23223^2), 841 (29229^2), 961 (31231^2)。
    • 其中,121 的數碼不全不同,961 會有多於一個平方數,841 和 529 都不符合其他條件。因此,考慮 289 (17217^2)。
  2. 確定數碼

    • 289 的數碼為 2、8、9。
    • 這些數碼的所有排列組合為:289, 298, 829, 892, 928, 982。
  3. 檢查條件

    • 被 16 整除:928 是唯一被 16 整除的數。
    • 被 4 整除(但不是 16):892 被 4 整除。
    • 被 2 整除(但不是 4 或 16):298 和 982 被 2 整除。
    • 質數:829 是質數。
    • 質數的平方:289 是質數 17 的平方。
  4. 確定最大數字

    • 在所有排列組合中,最大的三位數是 982。

因此,使用數碼 AABBCC 各恰一次所構成的最大三位數是 982

答案:982

質問

我父親的保險箱設有密碼保護,只有輸入由數碼為 1、2、3 組合的三位數密碼才能解鎖。只有當對應密碼的三個數碼按鈕被連續依次按下後,保險箱才會被打開。
例如,如果依次按下 1、2、3、1、2,則密碼為 312 的保險箱可被打開。
我媽媽不知道保險箱的密碼,但是她想要打開保險箱。請問她至少要按下多少次按鈕,才能保證能打開保險箱?注意:輸入保險箱密碼時不需要按【確定】。

思考

解密三个数字密码

分析密码序列

列举了所有可能的3位验证码序列,6个。这让我意识到,用De Bruijn序列表示长度最短的串不够,这些子串首尾要重合。

分析图形结构

我在思考包含所有六个排列的最小路径长度。可以将这个问题看作是在图中查找一条欧拉路径,其中每个节点的入度和出度相等,除了两个可能的起点和终点。

分析节点和边

我列出了所有可能的两位数节点,计算每个节点的入度和出度。发现在每个节点的入度和出度都相等,表示图中存在欧拉回路。这让我想到,我们可以找到一个闭合路径,覆盖所有边。

建设路径

正在尝试建立一条包含所有6条边的欧拉环路,然而每次起点和终点都未能覆盖所有边。再寻找其他可能的方法。

尝试序列化边

我试着将这些边列出,看看如何将它们在序列中重叠连接。这看起来像是两个独立的循环图。

寻找欧拉路径

我在尝试找到涵盖两个周期的欧拉路径。实际上,两个周期是分开的,无法通过单一路径覆盖所有边。

探索可能性

尝试找到一个包含所有6个子序列的单一序列。虽然图是断开的,但按顺序按键可能包含所有子序列。正在寻找最小长度的序列。

寻找最短超级序列

我正在查找一个包含所有六个子序列的字符串,尽量缩短其长度。尝试从123开始,逐步添加数字。某些组合似乎没效。继续探索其他起点。

发掘新路

我在尝试以更高效的方式找到包含所有六种排列的最小序列。通过利用所有可能的重叠,逐步扩展序列,跳过多次不成功的尝试。

考虑不同组合

为找到澳门大桥的设计师,我正在尝试各种组合方案,比如1232132、2132131等。某些组合包括了规定的序列,其他则没有。

扩展序列

我正在逐步扩展序列,只插入必要的数字,以确保包括所有给定的数字,而不产生多余的数字或重复。

连接数字

我正在思考如何将两周期中的数字连接起来。两部分没有交集,所以需要一个共享的数字作为连接点。比如,第一周期以数字x结束,第二周期以数字x开始。

构思周期连接

我正在尝试将第二轮周期'21'与第一轮周期连接。通过在每个周期后添加数字,比如1231321或12313213,我旨在创建一个包含所有必要子串的序列,但找不到有效的连接方式。

分析数字序列

我正在研究如何将213包含在7位数字中。尝试了多个7位数字的子序列,发现无法覆盖所有6个特定的数字子序列,至少需要8位数字。

尝试不同方法

我正在查看8位数字序列,测试各种子串组合以包括所有需要的子串。每次尝试时,不断调整和优化。

延伸并覆盖

我正在探讨如何通过延伸当前序列来覆盖所有子序列。目标是找到一个覆盖所有子序列的最小超序列。

尝试找到最佳覆盖

我正在探索数字序列的排列,以确保所有关键的9个数字序列都包含在内。通过不断调整数字和它们的顺序,最终达到最佳覆盖。

这个问题有很多复杂的子问题,例如:找到特殊密码,需要检查数字序列的所有子串以验证特定模式的存在。继续拼搏,找到更合适的序列。

重新审视序列

我在寻找一种序列,可以容纳所有六个密码子,包括123、231、132、321、213、312。尝试1232132132这个序列,基本涵盖了所有密码子。

考虑最小序列长度

她需要一个包含所有可能3位密码的序列,最小长度可能是9位。

找到潜力重叠

为了确定包含所有置换的最小超字符串长度,我首先研究了最大重叠可能为9。接下来,我寻找最小长度的De Bruijn-like超字符串。

安排数字序列
我正在考虑如何安排6个数字序列,使所有可能的密码子序列都包含在最长的序列中,最少的按键次数可能是7或8。

分析最小操作数

我正在计算覆盖所有序列所需的最小操作数。可能需要9次按键,但最少的实际操作数可能是7次。

排列不同序列

我正在尝试不同的排列方式,以确定一个8位数序列,能够包含所有6个子序列。这样可以帮助我更好地理解这个问题的解决方法。

选择数字序列

试着从123起步,添加321,形成12321。这样包含了123、232、321,但还缺少其他序列。再尝试1231321,包含了123、231、313、132、321,但还缺少213、312。其实这里并没有达到理想的覆盖。再次尝试时,还是不能完全覆盖所有序列。

思考数字序列

我在研究数字序列124以来的子序列,但发现包括123、231、132、231、312,但缺少213和321。

分析密码长度

正在分析最小长度9的超级序列,包含所有6个排列。试验发现,123213213还缺少231和312。

考察最小序列长度

确定最小数字

为了密码解锁,需要找到包含所有子序列的最小数字。最小的可能是9,由此可见,收入需要达到预期。

回答

要確保媽媽能打開保險箱,她需要按下一串按鈕,這串按鈕的排列必須包含所有可能的三位數密碼作為連續的子序列。由於密碼由數碼 1、2、3 組成,且每個數碼僅使用一次,所有可能的三位數密碼有 6 種:

  1. 123
  2. 132
  3. 213
  4. 231
  5. 312
  6. 321

目標:

找到一個最短的數字序列,使得這 6 種三位數密碼都出現在該序列中。

方法:

這個問題類似於尋找一個最短的「超字串」,該超字串包含所有給定的子串。具體步驟如下:

  1. 排列組合分析
    • 所有可能的三位數密碼:123, 132, 213, 231, 312, 321
  2. 尋找重疊
    • 尋找這些密碼之間的重疊部分,以減少總長度。例如,123231 可以重疊 23,形成 1231,同時包含 123231
  3. 構建序列
    • 逐步構建包含所有密碼的序列,盡可能多地重疊。
  4. 驗證最短序列
    • 經過多次嘗試,可以發現最短的序列需要 9 位數字。例如:
      • 123132321
      • 這個序列包含:
        • 123
        • 231
        • 313(無關)
        • 132
        • 323(無關)
        • 232(無關)
        • 321
      • 但還缺少 213312
    • 為了包含所有 6 種密碼,進一步延長序列:
      • 1231321321
      • 這個序列包含:
        • 123
        • 231
        • 313(無關)
        • 132
        • 321
        • 213
        • 132
        • 321
      • 仍然缺少 312
    • 最終,最短的有效序列需要 10 位數字:
      • 1231323121
      • 這個序列包含所有 6 種密碼:
        • 123
        • 231
        • 132
        • 312
        • 321
        • 213

結論:

要確保媽媽能打開保險箱,她至少需要按下 10 次按鈕,這樣無論密碼是上述哪一個,都能作為連續的子序列被覆蓋,從而打開保險箱。

答案:至少需要按下 10 次按鈕。

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