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 ___ 个。
A. 7
B. 8
C. 9
D. 10

完整解法

1. 验证 $x=1$ 与 $x=2$ 是否能够算出 24

当 x=1x=1 时,四个数为 1,1,2,31, 1, 2, 3。这四个数仅用加、减、乘、除,能获得的最大整数为 (1+1)×2×3=12(1+1) \times 2 \times 3 = 12;若利用除法使结果变大,除数最小也无法达到 18\dfrac{1}{8} 或 14\dfrac{1}{4}(例如 3÷(1−12)=63 \div (1 - \frac{1}{2}) = 6),无法算出 2424。

当 x=2x=2 时,四个数为 1,2,2,31, 2, 2, 3。不含除以真分数时,最大乘积为 (1+2)×2×3=18<24(1+2) \times 2 \times 3 = 18 < 24;若分子构造为 1212(如 (2+2)×3=12(2+2) \times 3 = 12),所需分母为 12\dfrac{1}{2},但剩余的数字只有单个 11,无法化为 12\dfrac{1}{2};若分子构造为 66(如 2×3=62 \times 3 = 6),分母需为 14\dfrac{1}{4},剩余数字 1,21, 2 也无法凑出 14\dfrac{1}{4}。因此 x=2x=2 也无法算出 2424。

2. 对 $x=3\sim 10$ 逐一构造等于 24 的算式

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

  • 当 x=3x=3 时:(3+1)×2×3=4×6=24(3 + 1) \times 2 \times 3 = 4 \times 6 = 24;
  • 当 x=4x=4 时:1×2×3×4=241 \times 2 \times 3 \times 4 = 24;
  • 当 x=5x=5 时:(5−1)×2×3=4×6=24(5 - 1) \times 2 \times 3 = 4 \times 6 = 24;
  • 当 x=6x=6 时:6×(3−1)×2=246 \times (3 - 1) \times 2 = 24;
  • 当 x=7x=7 时:7×3+2+1=21+3=247 \times 3 + 2 + 1 = 21 + 3 = 24;
  • 当 x=8x=8 时:8×3×(2−1)=248 \times 3 \times (2 - 1) = 24;
  • 当 x=9x=9 时:9×3−(1+2)=27−3=249 \times 3 - (1 + 2) = 27 - 3 = 24;
  • 当 x=10x=10 时:10×2+3+1=20+4=2410 \times 2 + 3 + 1 = 20 + 4 = 24。

因此,xx 的可能取值为 3,4,5,6,7,8,9,103, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,共 88 个。

答案

B

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