证明:把一个数拆成若干个自然数之后,如果要使得这若干个自然数乘积最大,那么这些自然数应该全是2或者3,且2最多不超过两个。
有兴趣的同学可以先不看下面的证明,试着做做看。
首先,证明对于任意正整数m,分成2个数的情况,假设m被分成2个数的和,即m-n和n。
(m-n)n=-(n-m/2)²+m²/4 因此,m是偶数的时候,拆成两个相等的m/2,有最大积。m是奇数的时候,拆成(m+1)/2,(m-1)/2的时候,有最大积。
为了保证最大的积大于m本身。
即m是偶数的时候,(m/2)²≥m
m是奇数的时候,(m+1)/2×(m-1)/2≥m
由于m是整数,得出m≥5。即,对于1,2,3,4都可以不要拆和,拆了的积反而小,对于4可以拆成2*2。
因此,对于任何正整数N,假设拆成的和中有一个数m≥5,则根据x的奇偶性,必定可以把该x拆成拆成两个相等的m/2或者(m+1)/2,(m-1)/2,以此获得最大的积,否则得到的必定不是最大积。
再次查看该和的集合,此时如果得到的和中还有一个数m≥5,则继续按照上述方式拆。如果和中出现4,则拆成2和2。
直拆到所有的数都是3和2,此时没有拆的必要。(不可能拆出1,因为拆到2和3不拆的话,不可能出现1。)
因此对于任何正整数,都可以拆成j个2和k个3。保证暂时可以获得最大积。
此时,由于3个2的乘积8都小于2个3的乘积9。因此,对于出现的j个2,按照3个3个的方式转换成2个3。
因此j个2中,最多剩余两个2,其余的都是3。这样保证了最大积。
证明完毕。
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