在一组由五个数字组成的集合中,最小的数字是一个偶数,且它是质数。极差和平均数都是 7。中位数也是唯一的众数。写出这五个数字。

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完整解法

1. 确定最小数和最大数

唯一的偶质数是 22,因此这 5 个数中最小的数(a1a_1)为 22。
已知极差为 77,则最大的数(a5a_5)为:
a5=2+7=9a_5 = 2 + 7 = 9

2. 利用平均数求出中间三个数的和

已知平均数为 77,则 5 个数的总和为:
总和=5×7=35\text{总和} = 5 \times 7 = 35
设这 5 个数从小到大排列为 2,a2,a3,a4,92, a_2, a_3, a_4, 9。
则中间三个数的和为:
a2+a3+a4=35−2−9=24a_2 + a_3 + a_4 = 35 - 2 - 9 = 24

3. 利用中位数与众数条件分类讨论求出这 5 个数

中位数为 a3a_3。因为中位数也是唯一的众数,所以 a3a_3 出现的次数必须最多。
根据 a2+a3+a4=24a_2 + a_3 + a_4 = 24 且 2≤a2≤a3≤a4≤92 \le a_2 \le a_3 \le a_4 \le 9:

  • 若 a3=8a_3 = 8,则 a2=a3=a4=8a_2 = a_3 = a_4 = 8(因为 8+8+8=248 + 8 + 8 = 24),此时 8 出现 3 次,是唯一的众数也是中位数。这 5 个数为 2,8,8,8,92, 8, 8, 8, 9。
  • 若 a3=9a_3 = 9,由于 a4≤9a_4 \le 9,则 a3=a4=9a_3 = a_4 = 9,代入得 a2+9+9=24  ⟹  a2=6a_2 + 9 + 9 = 24 \implies a_2 = 6。此时 9 出现 3 次,是唯一的众数也是中位数。这 5 个数为 2,6,9,9,92, 6, 9, 9, 9。

因此,满足条件的 5 个数为 2,8,8,8,92, 8, 8, 8, 9 或 2,6,9,9,92, 6, 9, 9, 9。

答案

2,8,8,8,92, 8, 8, 8, 9 或 2,6,9,9,92, 6, 9, 9, 9

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