题目内容
(1)若n(n∈N*)个棱长为正整数的正方体的体积之和等于2005,求n的最小值,并说明理由;
(2)若n(n∈N*)个棱长为正整数的正方体的体积之和等于20022005,求n的最小值,并说明理由.
(2)若n(n∈N*)个棱长为正整数的正方体的体积之和等于20022005,求n的最小值,并说明理由.
分析:(1)由2005=1728+125+125+27=123+53+53+33,可得n=4时满足条件,进而分析出n=1,n=2,n=3均不存在满足条件的分解方法,可得答案;
(2)由20022005≡42005≡4668×3+1≡(43)668×4≡4(mod9),当x∈N*时,x3≡0,±1(mod9),x13
4(mod9),x13+x23
4(mod9),x13+x23+x33
4(mod9),可得n=1,n=2,n=3均不存在满足条件的分解方法,而20022005=20022004×(103+103+1+1)=(2002668×10)3+(2002668×10)3+(2002668)3+(2002668)3.因此n=4为所求的最小值.
(2)由20022005≡42005≡4668×3+1≡(43)668×4≡4(mod9),当x∈N*时,x3≡0,±1(mod9),x13
解答:解:(1)因为103=1000,113=1331,123=1728,133=2197,
123<2005<133,
故n≠1.
因为2005=1728+125+125+27=123+53+53+33,所以存在n=4,满足题意;
若n=2,由103+103<2005,得较大正文体边长大于11且小于13,即为11或12
∵2005-113=674,2005-123=277,
而674 与277均不是完全立方数,
故n≠2
若n=3,设此三个正方体中最大一个的棱长为x,由83+83+83<2005,得较大正文体边长大于8且小于13,即为9或10或11或12
由于2005-2×93=547,不是完全立方数
2005-93-2×83>0,故x=9不满足要求;
同理可证x=10,x=11,x=12均不满足要求;
故n≠3
综上所述,n的最小值为4.
(2)设n个正方体的棱长分别是x1,x2,…,xn
则x13+x23+…+xn3=20022005…⑤
由2002≡4(mod9),43≡1(mod9),
20022005≡42005≡4668×3+1≡(43)668×4≡4(mod9)…⑥
又当x∈N*时,x3≡0,±1(mod9),
所以x13
4(mod9),x13+x23
4(mod9),x13+x23+x33
4(mod9),…⑦
由 ⑥、⑦可知,n≥4.
而2002=103+103+1+1,则
20022005=20022004×(103+103+1+1)
=(2002668×10)3+(2002668×10)3+(2002668)3+(2002668)3.
因此n=4为所求的最小值.
123<2005<133,
故n≠1.
因为2005=1728+125+125+27=123+53+53+33,所以存在n=4,满足题意;
若n=2,由103+103<2005,得较大正文体边长大于11且小于13,即为11或12
∵2005-113=674,2005-123=277,
而674 与277均不是完全立方数,
故n≠2
若n=3,设此三个正方体中最大一个的棱长为x,由83+83+83<2005,得较大正文体边长大于8且小于13,即为9或10或11或12
由于2005-2×93=547,不是完全立方数
2005-93-2×83>0,故x=9不满足要求;
同理可证x=10,x=11,x=12均不满足要求;
故n≠3
综上所述,n的最小值为4.
(2)设n个正方体的棱长分别是x1,x2,…,xn
则x13+x23+…+xn3=20022005…⑤
由2002≡4(mod9),43≡1(mod9),
20022005≡42005≡4668×3+1≡(43)668×4≡4(mod9)…⑥
又当x∈N*时,x3≡0,±1(mod9),
所以x13
由 ⑥、⑦可知,n≥4.
而2002=103+103+1+1,则
20022005=20022004×(103+103+1+1)
=(2002668×10)3+(2002668×10)3+(2002668)3+(2002668)3.
因此n=4为所求的最小值.
点评:本题考查的知识点是逻辑推理,本题难度较大,运算强度和思路都不易得到,属于难题.
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