从1999、1989和1979中分别减去同一个四位数,便能得到三个不同的质数.减去的这个四位数是多少?简要说明理由.

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完整解法

1. 用未知数表示减去四位数后得到的三个数

设减去的同一个四位数为 xx(且 1000≤x≤19781000 \le x \le 1978)。
设得到的最小的质数为 p=1979−xp = 1979 - x,那么另外两个数分别为:
1989−x=p+101989 - x = p + 10
1999−x=p+201999 - x = p + 20
由此,得到三个不同的数分别为 pp,p+10p+10,p+20p+20。

2. 利用整除性质分析这三个质数的关系

考虑这三个数对 33 的余数:

  • 若 p≡0(mod3)p \equiv 0 \pmod 3,由于 pp 是质数,则 p=3p = 3;
  • 若 p≡1(mod3)p \equiv 1 \pmod 3,则 p+20≡1+20=21≡0(mod3)p + 20 \equiv 1 + 20 = 21 \equiv 0 \pmod 3,即 p+20p+20 能被 33 整除;
  • 若 p≡2(mod3)p \equiv 2 \pmod 3,则 p+10≡2+10=12≡0(mod3)p + 10 \equiv 2 + 10 = 12 \equiv 0 \pmod 3,即 p+10p+10 能被 33 整除。
    综上所述,pp,p+10p+10,p+20p+20 这三个数中,必有一个是 33 的倍数。

3. 确定唯一的质数 $p$ 的值并验证

因为这三个数都是质数,且 33 是唯一的质数倍数,所以这三个数中必有一个等于 33。

  • 若 p+10=3p+10 = 3,则 p=−7p = -7(不合题意);
  • 若 p+20=3p+20 = 3,则 p=−17p = -17(不合题意);
  • 因此只能是 p=3p = 3。
    当 p=3p = 3 时,其余两个数为 3+10=133+10=13,3+20=233+20=23,由于 33、1313 和 2323 均为质数,符合题意。

4. 求出减去的四位数并检验

由于 p=1979−x=3p = 1979 - x = 3,
解得 x=1979−3=1976x = 1979 - 3 = 1976。
且 19761976 是一个四位数,满足题意。

所以减去的这个四位数是 19761976。

答案

1976

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