某市场调查公司3个调查组共40余人,每组都有10余人且人数各不相同。2017年重新调整,若想分为4个人数相同的小组,至少需要新招1人;若想分为5个人数相同的小组,至少还需要2人。问原来3个组中人数最多的组比人数最少的组至少多几人?A. 2B. 3C. 4D. 5
某市场调查公司3个调查组共40余人,每组都有10余人且人数各不相同。2017年重新调整,若想分为4个人数相同的小组,至少需要新招1人;若想分为5个人数相同的小组,至少还需要2人。问原来3个组中人数最多的组比人数最少的组至少多几人? A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
题目解答
答案
我们来一步步分析这道题:
题目信息整理:
- 市场调查公司有 3个调查组,总人数是 40多人(即大于40)。
- 每组人数 都超过10人,且 人数互不相同。
- 2017年调整时:
- 如果要分成 4个相同人数的小组,至少要再招1人。
- 如果要分成 5个相同人数的小组,至少要再招2人。
- 问:原来3个组中,人数最多的组比最少的组至少多几人?
第一步:设原来总人数为 N
题目说总人数是 40多人,即:
$N > 40$
第二步:分析分成4组和5组的条件
分成4个相同人数的小组,至少需要招1人
说明:
- 当前人数 N 除以 4 有余数,即:
$N \mod 4 \neq 0$ - 但加1后可以整除4:
$(N + 1) \mod 4 = 0 \Rightarrow N \equiv 3 \pmod{4}$
分成5个相同人数的小组,至少需要招2人
说明:
- 当前人数 N 除以 5 有余数:
$N \mod 5 \neq 0$ - 加2后可以整除5:
$(N + 2) \mod 5 = 0 \Rightarrow N \equiv 3 \pmod{5}$
第三步:联立同余方程
我们有:
$N \equiv 3 \pmod{4} \\ N \equiv 3 \pmod{5}$
这两个同余式可以合并为:
$N \equiv 3 \pmod{\text{lcm}(4,5)} = \pmod{20}$
所以:
$N = 20k + 3$
又因为 N > 40,所以最小的可能值是:
$N = 20 \times 2 + 3 = 43$
第四步:分析3个组的人数
- 总人数 N = 43
- 每组人数都超过10人,且互不相同。
- 设三组人数分别为 a, b, c,且 a < b < c,a + b + c = 43
我们要找的是:c - a 的最小可能值
第五步:枚举可能的三组人数
我们要找三组数 a < b < c,满足:
- a + b + c = 43
- a > 10,b > 10,c > 10
- a, b, c 互不相同
- 求 c - a 的最小值
我们可以尝试从 a = 11 开始,逐步增加,找满足条件的组合。
尝试 a = 11:
- b = 12 → c = 43 - 11 - 12 = 20 → c - a = 9
- b = 13 → c = 19 → c - a = 8
- b = 14 → c = 18 → c - a = 7
- b = 15 → c = 17 → c - a = 6
- b = 16 → c = 16 → 不满足 c > b
所以,最小的 c - a = 6(当 a = 11, b = 16, c = 16 不行)
尝试 a = 12:
- b = 13 → c = 18 → c - a = 6
- b = 14 → c = 17 → c - a = 5
- b = 15 → c = 16 → c - a = 4
这是目前最小的 c - a = 4
再往下试试:
尝试 a = 13:
- b = 14 → c = 16 → c - a = 3
这是目前最小的 c - a = 3
再往下试试:
尝试 a = 14:
- b = 15 → c = 14 → 不满足 c > b
所以,最小的 c - a 是 3
✅ 最终答案:3
答案选项:
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
最终答案:
$\boxed{B. 3}$
解析
考查要点:本题主要考查同余方程的应用、整数分拆以及极值问题的求解。需要结合题目中的条件,确定总人数,再通过合理分配各组人数,找到最大值与最小值的最小差值。
解题核心思路:
- 确定总人数:根据分组条件建立同余方程,求出总人数的可能值。
- 分配人数:在总人数确定后,寻找满足条件的三组人数分配方式,使得最大值与最小值的差最小。
破题关键点:
- 同余方程联立:通过分组条件得到总人数满足的同余关系,合并后确定总人数。
- 极值分析:在总人数固定且各组人数互不相同的条件下,通过枚举法寻找最小差值。
步骤1:确定总人数
根据题意:
- 分成4组需再招1人 → $N \equiv 3 \pmod{4}$。
- 分成5组需再招2人 → $N \equiv 3 \pmod{5}$。
联立得:
$\begin{cases}N \equiv 3 \pmod{4} \\N \equiv 3 \pmod{5}\end{cases}$
合并为 $N \equiv 3 \pmod{20}$,即 $N = 20k + 3$。
因总人数超过40,取 $k=2$,得 $N = 43$。
步骤2:分配三组人数
设三组人数为 $a < b < c$,满足:
- $a + b + c = 43$;
- $a, b, c > 10$ 且互不相等。
目标:使 $c - a$ 最小。
枚举分析
- 尝试 $a=13$:
- $b=14$,则 $c=43-13-14=16$,此时 $c - a = 3$。
- 验证更小差值:
- 若 $a=14$,则 $b=15$,$c=14$(不满足 $c > b$)。
- 更小的 $a$ 值会导致更大的差值。
结论:最小差值为 $3$。