无线电里笑匠的广播结束后,地下室里陷入短暂的寂静。突然,墙角的监控屏幕闪烁起来,画面扭曲后显现出一张涂满油彩的笑脸。
“找到你们了,小老鼠们。”笑匠的声音从扬声器里传出,带着电子干扰的杂音,“戈登那个老家伙总是喜欢把猎物藏在同一个地方。”
蒲熠星立即环顾四周,在通风口发现了一个微型摄像头:“他一直在监视我们。”
笑匠咯咯笑起来:“聪明的孩子。不过现在,让我们来玩个游戏吧。”
地下室的铁门突然自动锁死,墙上的显示屏亮起,出现一个复杂的数字谜题。
“第一个游戏很简单,”笑匠的声音充满戏谑,“解开这个密码,门就会打开。解不开...呵呵,这里的空气大概还能支撑三十分钟。”
刘小怂冲到门边用力推拉:“锁死了!”
显示屏上出现一行字:
“我有一个朋友,他住在一栋特别的公寓里。这栋公寓有100层楼,他住在第N层。今天他告诉我:‘如果我住在现在的楼层两倍的楼层,那么我所在的楼层数字各位数字之和将会是原来的两倍。’请问,他实际住在哪一层?”
李晋晔皱眉:“不是吧不是吧!这题目听起来就很绕。哪个好心人给我解释一下什么意思?”
吴昕尝试理解:“就是说,如果他现在住在N层,那么2N层的各位数字之和等于2倍的N的各位数字之和?”
郭文韬已经拿出纸笔开始计算:“设N的各位数字之和为S(N),那么条件就是S(2N)=2S(N)。”
蒲熠星盯着题目思考:“这种数字谜题通常有巧妙的解法。”
笑匠的声音再次响起:“提醒一下,公寓楼层是从1到100编号的。计时开始,你们有十分钟。”
刘小怂着急地来回踱步:“这怎么解啊?一层层试吗?”
郭文韬摇头:“从1到100一个个验证太慢了。我们需要找到数学规律。”
他快速在纸上写着:“设N=10a+b,那么2N=20a+2b。S(N)=a+b,S(2N)=2a+2b或者2a+2b-9,取决于2b是否进位。”
蒲熠星接话:“所以条件S(2N)=2S(N)就变成两种情况:要么2a+2b=2(a+b),这永远成立;要么2a+2b-9=2(a+b),这推出-9=0,不可能。”
吴昕疑惑:“那不就是所有数字都满足条件?”
李晋晔反应过来:“不对,我们忽略了进位的影响。当2b≥10时,十位会进位,这时候S(2N)=2a+1+(2b-10)=2a+2b-9。”
郭文韬点头:“所以实际上条件是:当2b<10时,2a+2b=2(a+b)恒成立;当2b≥10时,2a+2b-9=2(a+b),这要求-9=0,不可能。”
蒲熠星得出结论:“所以只有当2b<10,即b<5时,条件才成立。也就是说,N的个位数必须是0,1,2,3,4中的一个。”
刘小怂数着手指:“个位是0,1,2,3,4...那在100以内有多少这样的数?”
郭文韬快速计算:“每十个数字中有五个满足条件,所以1到100中有50个这样的数。但题目说‘特别的公寓’,暗示答案应该是唯一的。”
笑匠的声音带着嘲讽:“时间过去三分钟了,小朋友们。”
蒲熠星重新审视题目:“等一下,题目说‘如果我住在现在的楼层两倍的楼层’,意思是2N必须在100层以内?”
李晋晔恍然大悟:“对!2N≤100,所以N≤50。这样范围就缩小到1到50中个位是0,1,2,3,4的数字。”
吴昕列出数字:“1,2,3,4,10,11,12,13,14,20,21,22,23,24,30,31,32,33,34,40,41,42,43,44,50。共25个。”
刘小怂着急:“还是太多啊!”
郭文韬思考着:“也许我们漏掉了什么。题目说‘各位数字之和’,对于两位数,是十位和个位相加。”
蒲熠星突然想到:“当N=10a+b时,S(N)=a+b,S(2N)=S(20a+2b)。如果2b<10,那么S(2N)=2a+2b=2(a+b)=2S(N),确实成立。但这是否意味着所有个位小于5的N都满足条件?”
笑匠发出刺耳的笑声:“看来你们遇到困难了。需要提示吗?”
“不需要。”蒲熠星冷静地回答,继续思考,“等等,当N=50时,2N=100,S(50)=5+0=5,S(100)=1+0+0=1,2S(50)=10,1≠10。所以N=50不满足条件!”
郭文韬立即反应过来:“因为100是三位数!我们忽略了2N可能是三位数的情况!”
李晋晔重新分析:“当N≥50时,2N≥100,是三位数。此时S(2N)=1+0+(2N-100的个位数),而2S(N)还是两位数,很少可能相等。”
吴昕提议:“我们直接验证N从1到49中个位是0,1,2,3,4的数字吧。”
时间只剩下五分钟了。五人分工合作,快速验证:
N=1: 2N=2, S(1)=1, S(2)=2, 2=2?
N=2:2N=4,S(2)=2, S(4)=4, 4=4?
...
N=49:2N=98,S(49)=13, S(98)=17, 34≠17?
经过快速验证,他们发现在1到49中,个位是0,1,2,3,4的数字都满足条件,除了N=49。
刘小怂崩溃:“怎么还有这么多可能!”
笑匠的声音充满愉悦:“时间只剩两分钟了。需要我告诉你们正确答案吗?”
蒲熠星盯着题目原文,突然注意到一个细节:“题目说‘我住在现在的楼层两倍的楼层’,意思是2N层,但没说2N必须在公寓里!公寓只有100层,但2N可能超过100!”
郭文韬震惊:“对啊!我们一直假设2N≤100,但题目没这么说!”
李晋晔重新理解题目:“所以N可以是1到100中的任何数,2N可以超过100层!”
吴昕计算:“当N>50时,2N>100,是三位数。此时S(2N)=1+十位+个位,而2S(N)可能很大。”
他们重新验证N=51到100的情况。时间只剩一分钟了。
突然,蒲熠星想到一个巧妙的方法:“我们不需要验证所有数字。注意S(2N)和2S(N)的关系。”
“当N=10a+b,如果2b<10,那么2N=20a+2b,S(2N)=2a+2b=2(a+b)=2S(N)。”
“如果2b≥10,那么2N=20a+2b=10(2a+1)+(2b-10),S(2N)=2a+1+2b-10=2a+2b-9。”
“所以条件S(2N)=2S(N)就变成:”
“当2b<10时,2a+2b=2(a+b)恒成立;”
“当2b≥10时,2a+2b-9=2(a+b),即-9=0,不可能。”
蒲熠星得出结论:“所以只有当N的个位数是0,1,2,3,4时,条件才成立!”
郭文韬补充:“而且N必须在1到100之间。所以答案就是1到100中所有个位是0,1,2,3,4的数字,共50个!”
刘小怂绝望:“所以答案不是唯一的?”
倒计时只剩十秒。笑匠开始倒计时:“十,九,八...”
就在最后一刻,蒲熠星注意到题目的一个关键词:“‘特别的公寓’...也许公寓的楼层编号不是从1到100?”
蒲熠星灵光一闪:“或者‘N’不是楼层号,而是其他含义?”
倒计时到三秒时,郭文韬突然大喊:“N=50!输入50!”
李晋晔迅速在控制面板输入50。倒计时停在最后一秒,铁门应声而开。
笑匠的声音带着惊讶:“有趣...你怎么猜到的?”
郭文韬微笑:“当N=50时,2N=100,S(50)=5,S(100)=1,2S(50)=10。表面上不满足条件。但题目说‘我住在现在的楼层两倍的楼层’,如果他把100看作1+0+0=1,那么条件就成立了。这是一种文字游戏。”
笑匠沉默片刻,然后发出更加疯狂的笑声:“太棒了!太棒了!你们比我想象的还要有趣!准备好下一个游戏了吗?”
五人走出地下室,迎接他们的是笑匠亲自站在门口,脸上涂着夸张的油彩,手中把玩着一副扑克牌。
“下一个游戏,”笑匠咧开鲜红的嘴唇,“我们会玩得更开心。”