1989 AMC 12 第 27 题

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27.

设 nn 为正整数。若方程 2x+2y+z=n2x+2y+z=n 有 2828 组正整数解 xx、yy 和 zz,则 nn 必为下列哪一组数中的一个?
Let nn be a positive integer. If the equation 2x+2y+z=n2x+2y+z=n has 2828 solutions in positive integers x,x, yy and z,z, then nn must be either
1414 或 1515
1414 or 1515
1515 或 1616
1515 or 1616
1616 或 1717
1616 or 1717
1717 或 1818
1717 or 1818
1818 或 1919
1818 or 1919
答案:D
知识点:丢番图方程求和数对计数
小提示:
按照 s=x+ys=x+y 的值对解进行分类
Group solutions according to s=x+ys=x+y
大提示:
固定 ss 后,数出正整数有序数对 (x,y)(x,y) 的个数,并要求 n−2s≥1n-2s\ge1
For fixed s,s, count the positive ordered pairs (x,y)(x,y) and require n−2s≥1n-2s\ge1
解答:
对于 s=x+y≥2s=x+y\ge2,共有 s−1s-1 个正整数有序数对 (x,y)(x,y);而 z=n−2sz=n-2s 在 s≤⌊n−12⌋s\le\lfloor\frac{n-1}{2}\rfloor 时为正数。令 m=⌊n−12⌋m=\lfloor\frac{n-1}{2}\rfloor,解的个数为 ∑s=2m(s−1)=m(m−1)2。 \sum_{s=2}^{m}(s-1)=\frac{m(m-1)}2\text{。}令它等于 2828,得到 m=8m=8。因此 ⌊n−12⌋=8\lfloor\frac{n-1}{2}\rfloor=8,所以 n=17n=17 或 1818。
所以正确答案是 D。
For s=x+y≥2,s=x+y\ge2, there are s−1s-1 positive ordered pairs (x,y),(x,y), and z=n−2sz=n-2s is positive when s≤⌊n−12⌋.s\le\lfloor\frac{n-1}{2}\rfloor. Writing m=⌊n−12⌋,m=\lfloor\frac{n-1}{2}\rfloor, the number of solutions is ∑s=2m(s−1)=m(m−1)2. \sum_{s=2}^{m}(s-1)=\frac{m(m-1)}2. Setting this equal to 2828 gives m=8.m=8. Hence ⌊n−12⌋=8,\lfloor\frac{n-1}{2}\rfloor=8, so n=17n=17 or 18.18.
Thus the correct answer is D.
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