题目
某种产品每箱 48 个。小李制作这种产品,第 1 天制作了 1 个,以后每天都比前一天多制作 1 个。X 天后总共制作了整数箱产品。问 X 的最小值在以下哪个范围内?A. 在 41~60 之间B. 超过 60C. 不到 20D. 在 20~40 之间
某种产品每箱 48 个。小李制作这种产品,第 1 天制作了 1 个,以后每天都比前一天多制作 1 个。X 天后总共制作了整数箱产品。问 X 的最小值在以下哪个范围内?
A. 在 41~60 之间
B. 超过 60
C. 不到 20
D. 在 20~40 之间
题目解答
答案
D. 在 20~40 之间
解析
考查要点:本题主要考查等差数列求和公式及整除性质的应用,需要结合数的整除性分析最小值。
解题核心思路:
- 等差数列求和:小李每天制作的数量构成首项为1、公差为1的等差数列,总制作量为前X项和,即$S_X = \frac{X(X+1)}{2}$。
- 整除条件:总数量需为48的整数倍,即$\frac{X(X+1)}{2}$是48的倍数,等价于$X(X+1)$是96的倍数。
- 质因数分解:96的质因数为$2^5 \times 3$,需分析$X$和$X+1$如何分配这些因子。
破题关键点:
- 连续整数互质:$X$和$X+1$互质,需分别包含$2^5$和3的因子,或反之。
- 最小值分析:通过枚举或代数推导,找到满足条件的最小$X$。
步骤1:建立等差数列求和公式
总制作量为:
$S_X = \frac{X(X+1)}{2}$
需满足$S_X$是48的倍数,即:
$\frac{X(X+1)}{2} = 48k \quad (k \text{为正整数})$
等价于:
$X(X+1) = 96k$
步骤2:分析质因数分解
96的质因数为$2^5 \times 3$,因此$X$和$X+1$需满足:
- 至少包含$2^5$和3的因子,且因$X$与$X+1$互质,需分别分配这些因子。
步骤3:寻找最小X
- 情况1:若$X$是32的倍数(含$2^5$),则$X+1$需是3的倍数。
- 设$X=32m$,则$32m+1 \equiv 0 \pmod{3}$,解得$m \equiv 1 \pmod{3}$,最小$m=1$,此时$X=32$。
- 情况2:若$X+1$是32的倍数,则$X$需是3的倍数。
- 设$X+1=32m$,则$32m-1 \equiv 0 \pmod{3}$,解得$m \equiv 2 \pmod{3}$,最小$m=2$,此时$X=63$。
- 比较:最小解为$X=32$,属于选项D(20~40之间)。