根据题意,一堆棋子经过三次四等分后每次都剩1枚,求原来至少有多少枚棋子。我们可以通过逆推法来解决这个问题。
逆推法解题步骤:
最后一次四等分
假设最后一次四等分时每份有1枚棋子,那么在取走3份后剩下的棋子数为:
$$
1 times 4 + 1 = 5 text{ 枚}
$$
第二次四等分
将5枚棋子进行四等分,每份应为:
$$
5 div 4 = 1 text{ 枚余 } 1 text{ 枚}
$$
取走3份后剩下的棋子数为:
$$
1 times 4 + 1 = 5 text{ 枚}
$$
第一次四等分
将5枚棋子进行四等分,每份应为:
$$
5 div 4 = 1 text{ 枚余 } 1 text{ 枚}
$$
取走3份后剩下的棋子数为:
$$
1 times 4 + 1 = 5 text{ 枚}
$$
结论:
通过逆推法,我们发现每次四等分前后的棋子数都满足 $4n + 1$ 的形式。因此,原来至少有:
$$
5 times 4 + 1 = 21 text{ 枚棋子}
$$
一般化公式:
如果每次四等分后剩余的棋子数分别为 $A, B, C$,则满足:
$$
A = 4B + 1, quad B = 4C + 1
$$
通过递推可得:
$$
A = 4(4C + 1) + 1 = 16C + 5
$$
最终公式为:
$$
N = 4^3C + 4^2 + 4 + 1 = 64C + 31
$$
当 $C = 1$ 时,最小值为:
$$
N = 64 times 1 + 31 = 85 text{ 枚棋子}
$$
总结:
原来至少有 85 枚棋子,满足每次四等分后都剩1枚的条件。