097_07B_q06
97 指考數學乙 第 6 題
📅 97 年 📝 指考數學乙 第 6 題 題型:多選 課綱:99課綱
有四個相異的正整數,由小到大依序為 $k, l, m, n$,其和等於 $16$,亦即 $0 < k < l < m < n$ 且 $k + l + m + n = 16$。請問單獨再增加下列哪一個選項中的條件,可以保證 $k$ 等於 $1$?
  1. $l$ 是奇數,$m$ 是偶數
  2. $l, m$ 是偶數
  3. $k, l, m, n$ 是等差數列
  4. $l, n$ 是奇數
  5. $l, m$ 是奇數
整數與餘數性質等差數列的性質分類討論與枚舉法數列級數數列與級數
解題手法分類討論〔AI 推測〕
答案

$(2)(3)$

詳解
由於 $k < l < m < n$ 為四個相異的正整數,我們分析 $k$ 的可能取值。 若 $k \ge 3$,則四數之和至少為 $3 + 4 + 5 + 6 = 18 > 16$(不合)。 若 $k \ge 2$,則有以下兩組解滿足 $k + l + m + n = 16$: - **組 A**: $(2, 3, 4, 7)$ - **組 B**: $(2, 3, 5, 6)$ 而當 $k = 1$ 時,存在多組解,例如 $(1, 2, 4, 9)$、$(1, 3, 5, 7)$ 等。 為了「保證 $k = 1$」,所加的條件必須能將 **組 A** 與 **組 B**(即所有 $k=2$ 的可能)排除。 我們逐一檢驗各選項之條件: (1) 錯誤:在組 A $(2, 3, 4, 7)$ 中,$l=3$ 為奇數且 $m=4$ 為偶數,滿足此條件。因此此條件無法排除組 A,無法保證 $k=1$。 (2) 正確:若條件為 $l, m$ 皆為偶數。在組 A 與組 B 中, $l$ 皆為 $3$(奇數),不符合條件,因此這兩組皆被排除。而 $k=1$ 的解中存在符合條件的組,例如 $(1, 2, 4, 9)$(此處 $l=2, m=4$ 皆為偶數)。故此條件可保證 $k=1$。 (3) 正確:若四數為等差數列,設公差為 $d$($d$ 為正整數),則四數為 $k, k+d, k+2d, k+3d$。 其和為: $$k + (k+d) + (k+2d) + (k+3d) = 16 \implies 4k + 6d = 16 \implies 2k + 3d = 8$$ 因為 $k, d$ 皆為正整數,此方程式唯一的正整數解為 $d = 2, k = 1$。此時數列為 $(1, 3, 5, 7)$。故此條件可保證 $k=1$。 (4) 錯誤:在組 A $(2, 3, 4, 7)$ 中,$l=3$ 與 $n=7$ 皆為奇數,滿足條件,故無法排除組 A。 (5) 錯誤:在組 B $(2, 3, 5, 6)$ 中,$l=3$ 與 $m=5$ 皆為奇數,滿足條件,故無法排除組 B。 故正確選項為 $(2)(3)$。

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

解析狀態:本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。