“假设某数是甲。”他嘴里念念有词,“那么整数就是从一到甲。取一点,设为乙。乙到每个整数的差的和……嗯……如果乙在整数中间,那左边和右边的个数……”
阮厚德也蹲下来,用一根树枝在地上写写画画:“如果甲是单数,中间那个数就是中点;如果甲是双数,中点有两个。这个和最小的时候,乙应该在中点附近。”
廖清晏点头:“对,我爹教过我,这叫‘中位数’。但怎么算这个和的最小值呢?”
两人在地上画了半个时辰,画了擦,擦了画,地面上布满了数字和线条。廖清晏的炭笔断了两截,阮厚德的树枝换了好几根。他们试了甲为三、四、五、六、七、八,算了每一个的最小和,但总是算得乱七八糟,不是漏了项就是加错了数。
“甲是三,从一到三,乙取二,差的和是……一到二是一,二到二是零,三到二是一,加起来是二。不是四。”阮厚德掰着手指算。
“甲是四,乙取二,差的和是……一、零、一、二,加起来是四!等等,是四!”廖清晏眼睛一亮,但随即又皱眉,“但甲是四的时候,乙也可以取三,和也是四。最小值确实是四。那答案不就是四?”
阮厚德摇头:“不对,题目说极小值为四,但甲是四的时候,最小值是四没错。可是甲是五呢?乙取三,差的和是……二、一、零、一、二,加起来是六。比四大。那甲就是四?但会不会甲更小?甲是二,从一到二,乙取一或二,和都是一。不是四。甲是一,和是零。所以只能是甲是四?”他想了想,“但题目是‘某数’,可能不是这么简单。”
廖清晏又算了算甲为四的情况,确认和是四。但木匾上的题刻看起来古朴沧桑,不像是只考一个简单数字的。他总觉得哪里不对劲,但又说不上来。
两人又算了甲为九、十,越算越乱,最后廖清晏把炭笔一扔,叹了口气:“不行,我脑子不够用了。这题肯定有公式,但我不会推导。”
阮厚德也放下树枝,揉了揉发酸的手指:“我也算不出来。我只会算具体的数,但这里的‘某数’是未知的,要反过来推……太难了。”
两人对视一眼,同时看向胡归影和章锦璃。
胡归影从刚才起就一直站在木匾前,银白色的头发垂在额前,遮住了他的表情。他没有蹲下,也没有用笔在地上画,只是静静地看着那些篆字,目光沉静如水。他手中的“落影”刀柄被他的拇指无意识地摩挲着,刀身的冷光映在他银灰色的眼眸中,像两柄微型的刀锋。
他在心算。
他的思绪像一把精准的刀,将题目一层一层地剖开。
有整数自一至于某数。设某数为“元”。从一至元,共有元个整数。
任取一点,设为“子”。子与每个整数的差,取其正,累加。这个累加的和,在子取何值时最小?
他记得小时候在书院读过一本算经,里面有一道类似的题——求一点到多个点的距离之和最小。那本书上说,当点的个数为单数时,中点即是最优点;当点的个数为双数时,中点之间的任何一点都是最优点,和相同。
那么,从一到元,元个整数。如果元是单数,中点就是(元加一)除以二,即(元+1)/2。那个点到每个整数的差的和……可以用配对法:最左边和最右边的差相加,等于(中点-1)+(元-中点),化简后是元-1。第二左和第二右的差相加,也是元-1。一直配到中间的那个零。总共有(元-1)/2对,每对和是元-1,所以总和是(元-1)*(元-1)/2 = (元-1)^2/2?不对,要仔细算。
胡归影的眉头微微皱起。他换了一种思路。
子取中点时,左边有(元-1)/2个数,右边也有(元-1)/2个数。左边的每个数与子的差,是从1到(元-1)/2的整数;右边的每个差也是从1到(元-1)/2。所以总和不就是两倍的1到(元-1)/2的和吗?1到k的和是k(k+1)/2。这里k=(元-1)/2,那么和就是2 * [k(k+1)/2] = k(k+1) = ((元-1)/2) * ((元+1)/2) = (元^2 -1)/4。
对。当元为奇数时,最小和为(元^2 - 1)/4。
当元为偶数时,中点有两个,比如元为四时,中点在二和三之间。取子等于二(或三),左边有2个数,右边有2个数?不对,从一到四,取子为二,左边有1个数(一),右边有2个数(三和四)。差的和是1(二减一) + 0 + 1(三减二) + 2(四减二) = 4。公式呢?取子为二,左边的差是从1到(元/2 -1)?更简单的方法:元为偶数时,取子为元/2,左边有元/2 - 1个数,右边有元/2个数。左边的差是1,2,...,元/2 -1,右边的差是1,2,...,元/2。总和 = [1+2+...+(元/2 -1)] + [1+2+...+元/2] = (元/2 -1)(元/2)/2 + (元/2)(元/2+1)/2。化简后 = (元^2)/4。
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