將 56 分成四個部分,使這四個部分成等差數列,且這四個部分中,首末兩項的乘積與中間兩項的乘積之比為 5:6。
已知
首末兩項的乘積與中間兩項的乘積之比為 5:6。
要求
將 56 分成四個部分,使這四個部分成等差數列,且這四個部分中,首末兩項的乘積與中間兩項的乘積之比為 5:6。
解答
設這四個等差數列的數為 $(a-3 d), (a-d), (a+d), (a+3 d)$
這裡,
首項為 $(a-3 d)$ 和 $(a+3 d)$
中間項為 $(a-d)$ 和 $(a+d)$
首末兩項的乘積 $=(a-3 d)\times(a+3 d)$
$=(a)^2-(3d)^2$ (因為 $(a+b)(a-b)=a^2-b^2$)
$=a^2-9d^2$
中間兩項的乘積 $=(a- d)\times(a+ d)$
$=(a)^2-(d)^2$ (因為 $(a+b)(a-b)=a^2-b^2$)
$=a^2-d^2$
根據題意,
首末兩項的乘積與中間兩項的乘積之比為 5:6。
這意味著,
$a^2-9d^2:a^2-9d^2=5:6$
$\Rightarrow \frac{a^2-9d^2}{a^2-d^2}=\frac{5}{6}$
交叉相乘,得到:
$6(a^{2}-9 d^{2})=5(a^{2}-d^{2})$
$6(a^2)-6(9d^2)=5(a^2)-5(d^2)$
$6 a^{2}-54 d^{2}=5 a^{2}-5 d^{2}$
$6 a^{2}-5 a^{2}=54 d^{2}-5 d^{2}$
$a^{2}=49 d^{2}$
$(a)^{2}=(7 d)^{2}$ (因為 $49=7^2$)
$a=7 d$
因此,
已知,
$(a-3 d)+(a-d)+(a+d)+(a+3 d)=56$
$a+a+a+a-3d-d+d+3d=56$
$4a=56$
$a=\frac{56}{4}$
$a=14$
將 $a=7d$ 代入上式,得到:
$14=7d$
$d=\frac{14}{7}$
$d=2$
所求的數為:
$a-3d=14-3(2)=14-6=8$
$a-d=14-2=12$
$a+d=14+2=16$
$a+3d=14+3(2)=14+6=20$
所求的四個等差數列的數為 $8, 12, 16$ 和 $20$。
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