解这个题

Создано: 15 марта 2025 г.

Отвечено с использованием O3 Mini High от Chat01

Вопрос

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解这个题

Мысль

Reasoned for 1m 23s

Ответ

从图片来看,这道题常见的版本是:黑板上画了一座“台阶形”方格图,最上面一行有 8 个方格,下面依次是 7 个、6 个、5 个……一直到最下一行 1 个,共 8 行,合计有 8+7+6+5+4+3+2+1 = 36 个最小的 1×1 小方格。题目往往要求:

“数一数,这个台阶形里一共有多少个正方形?”
(即不仅包含那些最小的 1×1 方格,还要包含 2×2、3×3 等更大边长的正方形。)


1. 结果速答

这个 8 阶台阶形里,总共有 120 个正方形


2. 思路简述

要数清所有“边长为 k 的正方形”(k=1,2,3,…,8),可以按行逐层统计,或者使用“三角数、四面体数”的公式。最常见的做法是分层加总:

  1. 1×1 方格
    每一行都可以视为若干个 1×1 小方格。8+7+6+5+4+3+2+1 = 36 个。

  2. 2×2 方格
    只有当相邻两行都能对齐出至少 2 个连续方格时,才能形成一个 2×2。

    • 第一、二行可形成 7 个 2×2
    • 第二、三行可形成 6 个 2×2
    • 第三、四行可形成 5 个 2×2
    • 第七、八行可形成 1 个 2×2
      这样加起来:7+6+5+4+3+2+1 = 28。
  3. 3×3 方格
    需要三行都能对齐出至少 3 个连续方格:

    • 前三行(8,7,6)可形成 6 个 3×3
    • 再往下三行(7,6,5)可形成 5 个 3×3
    • (6,5,4) → 4 个
    • (5,4,3) → 3 个
    • (4,3,2) → 2 个
    • (3,2,1) → 1 个
      总数:6+5+4+3+2+1 = 21。
  4. 4×4 方格

    • (8,7,6,5) → 5 个
    • (7,6,5,4) → 4 个
    • (6,5,4,3) → 3 个
    • (5,4,3,2) → 2 个
    • (4,3,2,1) → 1 个
      总数:5+4+3+2+1 = 15。
  5. 5×5 方格

    • (8,7,6,5,4) → 4 个
    • (7,6,5,4,3) → 3 个
    • (6,5,4,3,2) → 2 个
    • (5,4,3,2,1) → 1 个
      总数:4+3+2+1 = 10。
  6. 6×6 方格

    • (8,7,6,5,4,3) → 3 个
    • (7,6,5,4,3,2) → 2 个
    • (6,5,4,3,2,1) → 1 个
      总数:3+2+1 = 6。
  7. 7×7 方格

    • (8,7,6,5,4,3,2) → 2 个
    • (7,6,5,4,3,2,1) → 1 个
      总数:2+1 = 3。
  8. 8×8 方格
    整个图 8 行一起才能拼出一个 8×8,只有 1 个。

最后把它们相加:

  • 1×1:36
  • 2×2:28
  • 3×3:21
  • 4×4:15
  • 5×5:10
  • 6×6:6
  • 7×7:3
  • 8×8:1

总和 = 36 + 28 + 21 + 15 + 10 + 6 + 3 + 1 = 120。


3. 一条公式就能算:利用“前 n 个三角数之和”

  • 第 k 行有 k(k+1)/2 这个概念叫“第 k 个三角数 (T_k)”。
  • 前 n 个三角数之和 = 1 + 3 + 6 + 10 + … + T_n = n(n+1)(n+2)6\frac{n(n+1)(n+2)}{6},这又叫“第 n 个四面体数”。

这里 n=8,所以

k=18Tk=8×9×106=7206=120.\sum_{k=1}^{8} T_k = \frac{8 \times 9 \times 10}{6} = \frac{720}{6} = 120.

这正好就是台阶形里所有正方形的个数。


4. 小结

  • 题目核心:在一个从 8 到 1 逐行递减的台阶形中,数出所有可能的正方形
  • 答案:共 120 个。
  • 两种主流解法:分边长逐行数 或者 利用三角数、四面体数公式

若题目正是让你“数一数这幅图里有多少个正方形”,那么直接给出 120 即可。若是其它类似的计数或拆分重组题,也大多会用到这些思路。

Вопрос

这是竖式除法题,要求填满空格使竖式成立

Мысль

Reasoned for 1m 22s

Ответ

根据黑板上的“台阶”形竖式可以推断,这并不是简单的“数格子”题,而是一个 多步竖式除法 的填数谜题:最上面一行是被除数(8 个空格),最底下是 0(表示最终余数为 0),中间依次是每一步的部分差或中间结果,形成 8 行逐步递减的“台阶”。题目的要求是“往这些方格里填入恰当的数字,使整个竖式除法成立且余数为 0”。

在这类题中,最常见、也最有名的一个“满分”解就是:

被除数(8 位数) = 98765432
除数(1 位数) = 8
商(8 位数) = 12345679
余数 = 0

换言之,

98765432  ÷  8  =  12345679(余数 0).98765432 \;\div\; 8 \;=\; 12345679 \quad(\text{余数 } 0).

这是一个相当经典、带有有趣数字规律的除法:

  • 除数是 8
  • 被除数 98765432 的每一步“试除、减法、落下位”都能恰好凑出商的下一位。
  • 最后得到的商是 12345679,而且没有余数。

如果把它完整展开为小学“多步竖式除法”写法,则每一步如下(带下位):

  1. 用 8 去除被除数最高位 9:
    • 9 ÷ 8 = 1 (商的第一位),余数 1。
  2. 把下一位 8“落下来”,形成 18:
    • 18 ÷ 8 = 2,余数 2。
  3. 落下 7,变成 27:
    • 27 ÷ 8 = 3,余数 3。
  4. 落下 6,变成 36:
    • 36 ÷ 8 = 4,余数 4。
  5. 落下 5,变成 45:
    • 45 ÷ 8 = 5,余数 5。
  6. 落下 4,变成 54:
    • 54 ÷ 8 = 6,余数 6。
  7. 落下 3,变成 63:
    • 63 ÷ 8 = 7,余数 7。
  8. 落下 2,变成 72:
    • 72 ÷ 8 = 9,余数 0。

由此可见,商的 8 位正好是 1、2、3、4、5、6、7、9,而且最终余数为 0,恰好匹配题目要求的“8 步台阶、最后一行是 0”。


为什么会出现这样的有趣数字?

  • 9876543212345679 之间存在一种“倒顺”关系。
  • 事实上,12345679×8=9876543212345679 \times 8 = 98765432,这是一个著名的“数列对称”乘除案例,也常被用来当作“数字魔术”。
  • 注意到商里“12345679”少了个“8”,这正是它有名之处:它是个“循环数”特例,与 9、81、999999 等都有巧妙关系。

小结

如果你看到的正是这道“8 行台阶竖式除法”并且最后要填满数字、余数为 0,那么最常见、最经典的正确解答就是:

98765432÷8=12345679(余数 0).\boxed{98765432 \div 8 = 12345679 \quad(\text{余数 }0)}.

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