在我们的生活中,时常会遇到一些有趣的数学问题,它们看似简单,却能引发我们对时间流逝和家庭关系的深思。今天,我们就来探讨这样一个问题:“儿子今年13岁,父亲今年40岁,是否有一年父亲的年龄恰好是儿子年龄的整数倍?”
首先,让我们明确问题的核心。我们需要找出一个时间点,使得父亲的年龄是儿子年龄的某个整数倍。换句话说,假设从现在开始经过x年后,父亲的年龄将是儿子年龄的n倍(其中n为正整数)。我们可以用代数方程来表示这一关系:
\[ 40 + x = n \times (13 + x) \]
这个方程的意思是,父亲当前的年龄加上x年后的时间,等于儿子当前年龄加上x年后的时间乘以n。接下来,我们将通过逐步推理来解决这个问题。
第一步:简化方程
将方程展开并整理:
\[ 40 + x = 13n + nx \]
\[ 40 - 13n = nx - x \]
\[ 40 - 13n = x(n - 1) \]
从中可以得到:
\[ x = \frac{40 - 13n}{n - 1} \]
第二步:寻找整数解
为了使x成为整数,分子 \(40 - 13n\) 必须能够被分母 \(n - 1\) 整除。因此,我们需要找到满足这一条件的所有正整数n。
检查可能的n值
我们尝试不同的n值,看看是否能得到整数解:
- 当 \(n = 2\) 时:
\[ x = \frac{40 - 13 \times 2}{2 - 1} = \frac{40 - 26}{1} = 14 \]
这是一个整数解,意味着14年后,父亲的年龄将是儿子年龄的2倍。
- 当 \(n = 3\) 时:
\[ x = \frac{40 - 13 \times 3}{3 - 1} = \frac{40 - 39}{2} = \frac{1}{2} \]
这不是一个整数解。
继续尝试其他n值,你会发现只有当 \(n = 2\) 时,才能得到整数解。
第三步:验证结果
根据计算,14年后,父亲的年龄将是:
\[ 40 + 14 = 54 \]
而儿子的年龄将是:
\[ 13 + 14 = 27 \]
确实,54是27的两倍。
结论
通过以上分析,我们可以得出结论:是的,在未来14年后,父亲的年龄恰好是儿子年龄的两倍。这个问题不仅展示了数学的魅力,也提醒我们珍惜与家人共度的每一刻时光。岁月如梭,但亲情的纽带始终紧密相连。