黄油老师一起做游戏,岛主把两个不同一位数的和告诉了光光,把它们的差告诉了飞飞,把它们的积告诉了思密达。
光光说:我不知道这两个数是多少。
飞飞说:我也不知道这两个数是多少。
思密达说:我也不知道这两个数是多少,而且我早就知道你们两个不可能知道这两个数是多少。
飞飞想了想说:我还是不知道这两个数是多少。
光光说:刚才我还不知道,但是飞飞说了我就知道了。
那么这两个数是___和___。(本题 14 分)

完整解法

1. 确定一位数的取值范围,分析光光和飞飞的第一轮发言并排除初始可确定的数对

设两个不同的两位数字为 a,ba, b,且 1≤b<a≤91 \le b < a \le 9。

  • 光光知道和 S=a+bS = a + b。若 S=3(2+1)S = 3 (2+1)、4(3+1)4 (3+1)、16(9+7)16 (9+7) 或 17(9+8)17 (9+8),则和能唯一确定数对。光光说“不知道”,说明:
    S∉{3,4,16,17}S \notin \{3, 4, 16, 17\}
  • 飞飞知道差 D=a−bD = a - b。若 D=8(9−1)D = 8 (9-1),则差能唯一确定数对 (9,1)(9, 1)。飞飞说“不知道”,说明:
    D≠8D \neq 8

2. 分析思密达的发言,确定可能的积 $P$ 及候选数对集合

思密达知道积 P=a×bP = a \times b。思密达说:“我也不知道这两个数是多少,而且我早就知道你们两个不可能知道这两个数是多少。”

  • “早就知道”意味着在光光和飞飞说话前,对于积为 PP 的所有拆分组合 (a,b)(a,b),其和都不在 {3,4,16,17}\{3, 4, 16, 17\} 中,且其差都不等于 88。
  • “自己也不知道”说明 PP 必须包含至少 2 组不同的分解。

检验所有由两个不同一位数相乘得到的积 PP:
只有以下 5 个积满足分解不唯一且所有分解均符合上述条件:

  1. P=6P = 6:(6,1)(6,1) [S=7,D=5S=7, D=5],(3,2)(3,2) [S=5,D=1S=5, D=1]
  2. P=8P = 8:(8,1)(8,1) [S=9,D=7S=9, D=7],(4,2)(4,2) [S=6,D=2S=6, D=2]
  3. P=12P = 12:(6,2)(6,2) [S=8,D=4S=8, D=4],(4,3)(4,3) [S=7,D=1S=7, D=1]
  4. P=18P = 18:(9,2)(9,2) [S=11,D=7S=11, D=7],(6,3)(6,3) [S=9,D=3S=9, D=3]
  5. P=24P = 24:(8,3)(8,3) [S=11,D=5S=11, D=5],(6,4)(6,4) [S=10,D=2S=10, D=2]

此时,所有人均可得出候选数对集合为:
C={(6,1),(3,2),(8,1),(4,2),(6,2),(4,3),(9,2),(6,3),(8,3),(6,4)}\mathcal{C} = \{(6,1), (3,2), (8,1), (4,2), (6,2), (4,3), (9,2), (6,3), (8,3), (6,4)\}

3. 结合光光“刚才还不知道”和飞飞“还是不知道”进行二次筛选

  • 光光说“刚才我还不知道”:说明思密达公布信息后,光光手中的和 SS 在候选集 C\mathcal{C} 中对应多于 1 组数对。
    统计 C\mathcal{C} 中各和 SS 的出现频数:

    • S=5S = 5: (3,2)(3,2)(1 组)
    • S=6S = 6: (4,2)(4,2)(1 组)
    • S=7S = 7: (6,1),(4,3)(6,1), (4,3)(2 组)
    • S=8S = 8: (6,2)(6,2)(1 组)
    • S=9S = 9: (8,1),(6,3)(8,1), (6,3)(2 组)
    • S=10S = 10: (6,4)(6,4)(1 组)
    • S=11S = 11: (9,2),(8,3)(9,2), (8,3)(2 组)
      因此,光光手中的和 SS 必为 7,9,117, 9, 11 之一。
  • 飞飞说“我还是不知道”:说明飞飞手中的差 DD 在 C\mathcal{C} 中对应多于 1 组数对。
    在 C\mathcal{C} 中,D=3D=3(对应 (6,3)(6,3))和 D=4D=4(对应 (6,2)(6,2))均为唯一确定。
    飞飞不知道,说明 D≠3D \neq 3 且 D≠4D \neq 4,故排除数对 (6,3)(6,3) 和 (6,2)(6,2)。

4. 根据光光最终“知道了”得出唯一确定的两个数

飞飞排除 (6,3)(6,3) 和 (6,2)(6,2) 后,光光重新检视其可能的和 S∈{7,9,11}S \in \{7, 9, 11\} 对应的剩余候选:

  • 若 S=7S = 7:剩余 (6,1)(6,1) 和 (4,3)(4,3)(2 组),光光仍无法确定;
  • 若 S=9S = 9:原有的 (8,1)(8,1) 和 (6,3)(6,3) 中,(6,3)(6,3) 已被排除,仅剩 (8,1)(8,1)(1 组),光光此时可以确定!
  • 若 S=11S = 11:剩余 (9,2)(9,2) 和 (8,3)(8,3)(2 组),光光仍无法确定。

因此,这两个数必为 8 和 1。

答案

8 和 1

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