24 点游戏是一种经典的数学益智游戏,给定四个正整数,通过加、减、乘、除四则运算(给定的四个正整数,每个数必须且只能使用一次,可任意添加括号),构造算式使最终结果等于 24。从 1~10 的 10 个正整数中任选一个数 xx,与给定的三个数字 1,2,3 组合可以算出 24,那么 xx 的取值有 A 个。
A. 7
B. 8
C. 9
D. 10

完整解法

1. 验证 $x=1$ 和 $x=2$ 时能否算出 24

当 x=1x=1 时,四个数字为 1,1,2,31, 1, 2, 3。这四个数无论如何添加四则运算和括号,最大整数乘积不超过 (1+1)×2×3=12<24(1+1) \times 2 \times 3 = 12 < 24,且无法构造出分母为分数的除法算式得到 24,故 x=1x=1 无法算出 24。

当 x=2x=2 时,四个数字为 1,2,2,31, 2, 2, 3。同理,最大整数乘积不超过 (1+2)×2×3=18<24(1+2) \times 2 \times 3 = 18 < 24,且由于无法构造出结果为 2424 的因数与分数商,经检验亦无法算出 24。

2. 针对 $x = 3, 4, \dots, 10$ 分别构造出等于 24 的算式

对 x∈{3,4,5,6,7,8,9,10}x \in \{3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10\} 分别构造算式验证:

  • 当 x=3x = 3 时,数字为 1,2,3,31, 2, 3, 3:(1+3)×2×3=4×6=24(1 + 3) \times 2 \times 3 = 4 \times 6 = 24;
  • 当 x=4x = 4 时,数字为 1,2,3,41, 2, 3, 4:1×2×3×4=241 \times 2 \times 3 \times 4 = 24;
  • 当 x=5x = 5 时,数字为 1,2,3,51, 2, 3, 5:(5−1)×(2×3)=4×6=24(5 - 1) \times (2 \times 3) = 4 \times 6 = 24;
  • 当 x=6x = 6 时,数字为 1,2,3,61, 2, 3, 6:6×(3+2−1)=6×4=246 \times (3 + 2 - 1) = 6 \times 4 = 24;
  • 当 x=7x = 7 时,数字为 1,2,3,71, 2, 3, 7:(7+2−1)×3=8×3=24(7 + 2 - 1) \times 3 = 8 \times 3 = 24;
  • 当 x=8x = 8 时,数字为 1,2,3,81, 2, 3, 8:8×3×(2−1)=248 \times 3 \times (2 - 1) = 24;
  • 当 x=9x = 9 时,数字为 1,2,3,91, 2, 3, 9:(9+3)×2×1=24(9 + 3) \times 2 \times 1 = 24;
  • 当 x=10x = 10 时,数字为 1,2,3,101, 2, 3, 10:(10−2)×3×1=24(10 - 2) \times 3 \times 1 = 24。

因此,xx 可以取 3,4,5,6,7,8,9,103, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,共有 8 个值。

答案

B

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