题目
一个屋子里有100盏灯,编号分别是1,2,3,⋅⋅⋅,100,每盏灯都有一个开关,开始灯全部都亮着.有100个人依次进入屋内进行如下操作:第一个人进屋后,把所有编号为1的倍数的灯的开关按一遍;第二个人进屋后,把所有编号为2的倍数的灯的开关按一遍;第三个人进屋后把所有编号为3的倍数的灯的开关按一遍⋯⋯以此类推.问100个人完成操作后,最终亮着的灯有几盏 .
一个屋子里有100盏灯,编号分别是1,2,3,⋅⋅⋅,100,每盏灯都有一个开关,开始灯全部都亮着.有100个人依次进入屋内进行如下操作:第一个人进屋后,把所有编号为1的倍数的灯的开关按一遍;第二个人进屋后,把所有编号为2的倍数的灯的开关按一遍;第三个人进屋后把所有编号为3的倍数的灯的开关按一遍⋯⋯以此类推.问100个人完成操作后,最终亮着的灯有几盏 .
题目解答
答案
90
解析
步骤 1:理解问题
问题描述了100盏灯和100个人的操作。每个人会按编号为他们序号倍数的灯的开关。开始时,所有灯都是亮着的。我们需要找出100个人完成操作后,最终亮着的灯的数量。
步骤 2:分析灯的开关次数
对于编号为n的灯,它会被按开关的次数等于n的因数个数。例如,编号为6的灯会被第1、2、3、6个人按开关,因为1、2、3、6都是6的因数。如果一个灯被按了偶数次,它最终会回到原来的状态(亮着);如果被按了奇数次,它最终会变成相反的状态(熄灭)。
步骤 3:确定灯的最终状态
一个灯的开关次数等于它的因数个数。只有当一个数的因数个数为奇数时,灯的最终状态才会改变。只有完全平方数的因数个数为奇数,因为它们有一个中间的因数(例如,16的因数有1, 2, 4, 8, 16,其中4是中间的因数)。因此,只有编号为完全平方数的灯会被按奇数次开关,最终熄灭。
步骤 4:计算完全平方数的数量
在1到100之间,完全平方数有1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100,共10个。因此,有10盏灯最终会熄灭,剩下的90盏灯会亮着。
问题描述了100盏灯和100个人的操作。每个人会按编号为他们序号倍数的灯的开关。开始时,所有灯都是亮着的。我们需要找出100个人完成操作后,最终亮着的灯的数量。
步骤 2:分析灯的开关次数
对于编号为n的灯,它会被按开关的次数等于n的因数个数。例如,编号为6的灯会被第1、2、3、6个人按开关,因为1、2、3、6都是6的因数。如果一个灯被按了偶数次,它最终会回到原来的状态(亮着);如果被按了奇数次,它最终会变成相反的状态(熄灭)。
步骤 3:确定灯的最终状态
一个灯的开关次数等于它的因数个数。只有当一个数的因数个数为奇数时,灯的最终状态才会改变。只有完全平方数的因数个数为奇数,因为它们有一个中间的因数(例如,16的因数有1, 2, 4, 8, 16,其中4是中间的因数)。因此,只有编号为完全平方数的灯会被按奇数次开关,最终熄灭。
步骤 4:计算完全平方数的数量
在1到100之间,完全平方数有1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100,共10个。因此,有10盏灯最终会熄灭,剩下的90盏灯会亮着。