【例】由1,2,3,4这四个数字组成四位数$\overline{abcd}$(数字可重复使用),要求满足$a + c = b + d$。这样的四位数共有(
C
)。
A.36个
B.40个
C.44个
D.48个
解析:由题知,$\overline{abcd}$中的数字可重复使用,故可进行分类讨论。
①当只选1个数字时,例如选取1,此时$a = b = c = d = 1$,必有$a + c = b + d$,此时这个四位数为1111;选取2或3或4同理,故有$4×1 = 4$(个);
②当只选取2个数字时,例如选取1,2,此时可分$a = b$,$a = d$两种情况。
若$a = b = 1$,则$c = d = 2$,该四位数为1122;
若$a = b = 2$,则$c = d = 1$,该四位数为2211;
若$a = d = 1$,则$c = b = 2$,该四位数为1221;
若$a = d = 2$,则$c = b = 1$,该四位数为2112;
其他情况同理,故共有$4×6 = 24$(个);
③当只选取3个数字时,其中必有1个数字重复使用,想要满足$a + c = b + d$,通过观察发现$2 + 2 = 1 + 3$,$3 + 3 = 2 + 4$,即可能选取1,2,3或2,3,4。
当选取1,2,3时,可分为$a = c和b = d$两种情况。
若$a = c = 2$,则$b = 1$,$d = 3或b = 3$,$d = 1$,该四位数为2123或2321;
若$b = d = 2$,则$a = 1$,$c = 3或a = 3$,$c = 1$,该四位数为1232或3212;共有4个。
选取2,3,4同理,故只选取3个数字有$4×2 = 8$(个);
④当选取4个数字时,要满足$a + c = b + d$,只可能是1,4为一组数,2,3为一组数。
若$a = 1$,$c = 4$,则$b = 2$,$d = 3或b = 3$,$d = 2$,该四位数为1243或1342;
若$a = 4$,$c = 1$,则$b = 2$,$d = 3或b = 3$,$d = 2$,该四位数为4213或4312;
若$a,c$为2,3这组数时,同理,故有$4×2 = 8$(个)。
综上,共有$4 + 24 + 8 + 8 = 44$(个)。
答案:C