Question

已知兩個正數a，b，可按規則c=ab+a+b擴充為一個新數c，在a，b，c三個數中取兩個較大的數，按上述規則擴充得到一個新數，依次下去，將每擴充一次得到一個新數稱為一次操作．
（1）若a=1，b=3，按上述規則操作三次，擴充所得的數是______；
（2）若p＞q＞0，經過6次操作后擴充所得的數為（q+1）^m（p+1）ⁿ-1（m，n為正整數），則m，n的值分別為______．

Answer 1

（1）a=1，b=3，按規則操作三次，
第一次：c=ab+a+b=1×3+1+3=7
第二次，7＞3＞1所以有：c=3×7+3+7=31
第三次：31＞7＞3所以有：c=7×31+7+31=255
2、p＞q＞0 第一次得：c₁=pq+p+q=（q+1）（p+1）-1
因為c＞p＞q，所以第二次得：c₂=（c₁+1）（p+1）-1=（pq+p+q）p+p+（pq+p+q）=（p+1）²（q+1）-1
所得新數大于任意舊數，所以第三次可得c₃=（c₂+1）（c₁+1）-1=（p+1）³（q+1）²-1
第四次可得：c₄=（c₃+1）（c₂-1）-1=（p+1）⁵（q+1）³-1
故經過6次擴充，所得數為：（q+1）⁸（p+1）¹³-1
∴m=8，n=13
故答案為：255；8，13