题目
9.[多选题]-|||-把 https:/img.cdnjtzy.com/zyb_890f55724c2a94f789d08ad39726afbc.jpgsim 7 这七个自然数,分别填在下图的圆圈内,-|||-使每条直线上的三个数的和都相等,则中心圆圈a-|||-处的数字可以为 () 。-|||-b C-|||-⑧ a d-|||-⑦ e-|||-square A.1-|||-square B.2-|||-square C.3-|||-square D.4-|||-square E.5-|||-square F.6-|||-square G.7
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查数阵图的构造,需要学生理解如何通过代数方法确定中心数的可能取值,并结合数的奇偶性、模运算等知识进行推理。
解题核心思路:
- 总和分析:所有数字之和为$1+2+\dots+7=28$。
- 直线和的关系:假设每条直线的和为$S$,中心数$a$被计算多次,通过总和关系建立方程。
- 模运算约束:根据方程推导$a$的取值范围,结合模3运算确定$a$的可能值。
- 验证可行性:检查每个可能的$a$是否能构造出符合条件的数阵。
破题关键点:
- 中心数$a$的代数表达:通过总和关系推导$a$的约束条件。
- 模运算简化问题:利用$2a + 28$能被3整除的条件,快速锁定$a$的可能值。
步骤1:建立总和关系
所有数字之和为$28$,设每条直线的和为$S$,中心数$a$被计算3次(假设3条直线)。总和关系为:
$3S = 3a + (28 - a) \implies S = \frac{2a + 28}{3}.$
因此,$2a + 28$必须能被3整除。
步骤2:模运算确定$a$的范围
由$2a + 28 \equiv 0 \pmod{3}$,得:
$2a \equiv -28 \pmod{3} \implies 2a \equiv 1 \pmod{3} \implies a \equiv 2 \pmod{3}.$
但实际计算中发现矛盾,正确推导应为:
$28 \equiv 1 \pmod{3} \implies 2a \equiv -1 \pmod{3} \implies 2a \equiv 2 \pmod{3} \implies a \equiv 1 \pmod{3}.$
因此,$a$的可能值为$1, 4, 7$。
步骤3:验证每个可能的$a$
- 当$a=1$时:$S = \frac{2 \cdot 1 + 28}{3} = 10$,剩余数字需组成和为$9$的三对(如$2+7, 3+6, 4+5$),可行。
- 当$a=4$时:$S = \frac{2 \cdot 4 + 28}{3} = 12$,剩余数字需组成和为$8$的三对(如$1+7, 2+6, 3+5$),可行。
- 当$a=7$时:$S = \frac{2 \cdot 7 + 28}{3} = 14$,剩余数字需组成和为$7$的三对(如$1+6, 2+5, 3+4$),可行。