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文檔簡介
數(shù)論之余數(shù)問題
余數(shù)問題主要包括了帶余除法的定義,三大余數(shù)定理(加法余數(shù)定理,
乘法余數(shù)定理,和同余定理),及中國剩余定理和有關棄九法原理的應
用。
知識點撥:
一、帶余除法的定義及性質:
一般地,如果a是整數(shù),b是整數(shù)(bWO),若有a+b=q……r,也就
是a=bXq+r,
0<r<b;我們稱上面的除法算式為一個帶余除法算式。這里:
(1)當廠=0時:我們稱a可以被b整除,q稱為a除以b的商或完全商
(2)當ro時:我們稱a不可以被b整除,q稱為a除以b的商或不完
全商
一個完美的帶余除法講解模型:
c捆如圖,這是一堆書,共有a本,這個a就可
bq以理解為被除數(shù),現(xiàn)在要求按照b本一捆打
|||||||||H包,那么b就是除數(shù)的角色,經過打包后共
③本書打包了C捆,那么這個C就是商,最后還剩
余d本,這個d就是余數(shù)。
這個圖能夠讓學生清晰的明白帶余除法算式中4個量的關系。并且可
以看出余數(shù)一定要比除數(shù)小。
二、三大余數(shù)定理:
1.余數(shù)的加法定理
a與b的和除以c的余數(shù),等于a,b分別除以c的余數(shù)之和,或這個
和除以c的余數(shù)。
例如:23,16除以5的余數(shù)分別是3和1,所以23+16=39除以5的余
數(shù)等
于4,即兩個余數(shù)的和3+1.
當余數(shù)的和比除數(shù)大時,所求的余數(shù)等于余數(shù)之和再除以c的余數(shù)。
例如:23,19除以5的余數(shù)分別是3和4,故23+19=42除以5的余數(shù)
等于3+4=7除以5的余數(shù),即2.
2.余數(shù)的乘法定理
a與b的乘積除以c的余數(shù),等于a,b分別除以c的余數(shù)的積,或者
這個積除以c所得的余數(shù)。
例如:23,16除以5的余數(shù)分別是3和1,所以23X16除以5的余數(shù)
等于3X1=3。
當余數(shù)的和比除數(shù)大時,所求的余數(shù)等于余數(shù)之積再除以c的余數(shù)。
例如:23,19除以5的余數(shù)分別是3和4,所以23X19除以5的余數(shù)
等于3X4除以5的余數(shù),即2.
3.同余定理
若兩個整數(shù)a、b被自然數(shù)m除有相同的余數(shù),那么稱a、b對于模m
同余,用式子表示為:a=b(modm),左邊的式子叫做同余式。
同余式讀作:a同余于b,模m。由同余的性質,我們可以得到一個非
常重要的推論:
若兩個數(shù)a,b除以同一個數(shù)m得到的余數(shù)相同,則a,b的差一定能
被m整除
用式子表示為:如果有a三b(modm),那么一定有a—b=mk,k是
整數(shù),即m|(a—b)
三、棄九法原理:
在公元前9世紀,有個印度數(shù)學家名叫花拉子米,寫有一本《花拉子
米算術》,他們在計算時通常是在一個鋪有沙子的土板上進行,由于害
怕以前的計算結果丟失而經常檢驗加法運算是否正確,他們的檢驗方
式是這樣進行的:
例如:檢驗算式1234+1898+18922+678967+178902=889923
1234除以9的余數(shù)為1
1898除以9的余數(shù)為8
18922除以9的余數(shù)為4
678967除以9的余數(shù)為7
178902除以9的余數(shù)為0
這些余數(shù)的和除以9的余數(shù)為2
而等式右邊和除以9的余數(shù)為3,那么上面這個算式一定是錯的。
上述檢驗方法恰好用到的就是我們前面所講的余數(shù)的加法定理,即如
果這個等式是正確的,那么左邊幾個加數(shù)除以9的余數(shù)的和再除以9
的余數(shù)一定與等式右邊和除以9的余數(shù)相同。
而我們在求一個自然數(shù)除以9所得的余數(shù)時,常常不用去列除法豎式
進行計算,只要計算這個自然數(shù)的各個位數(shù)字之和除以9的余數(shù)就可
以了,在算的時候往往就是一個9一個9的找并且劃去,所以這種方
法被稱作“棄九法”。
所以我們總結出棄九發(fā)原理:任何一個整數(shù)模9同余于它的各數(shù)位上
數(shù)字之和。
以后我們求一個整數(shù)被9除的余數(shù),只要先計算這個整數(shù)各數(shù)位上數(shù)
字之和,再求這個和被9除的余數(shù)即可。
利用十進制的這個特性,不僅可以檢驗幾個數(shù)相加,對于檢驗相乘、
相除和乘方的結果對不對同樣適用
注意:棄九法只能知道原題一定是錯的或有可能正確,但不能保證一
定正確。
例如:檢驗算式9+9=9時,等式兩邊的除以9的余數(shù)都是0,但是顯
然算式是錯誤的
但是反過來,如果一個算式一定是正確的,那么它的等式2兩端一定
滿足棄九法的規(guī)律。這個思想往往可以幫助我們解決一些較復雜的算
式迷問題。
四、中國剩余定理:
1.中國古代趣題:
中國數(shù)學名著《孫子算經》里有這樣的問題:“今有物,不知其數(shù),三
三數(shù)之,剩二,五五數(shù)之,剩三,七七數(shù)之,剩二,問物幾何?”答
日:“二十三?!?/p>
此類問題我們可以稱為“物不知其數(shù)”類型,又被稱為“韓信點兵”。
韓信點兵又稱為中國剩余定理,相傳漢高祖劉邦問大將軍韓信統(tǒng)御兵
士多少,韓信答說,每3人一列余1人、5人一列余2人、7人一列余
4人、13人一列余6人……。劉邦茫然而不知其數(shù)。
我們先考慮下列的問題:假設兵不滿一萬,每5人一列、9人一列、13
人一列、17人一列都剩3人,則兵有多少?
首先我們先求5、9、13、17之最小公倍數(shù)9945(注:因為5、9、13、
17為兩兩互質的整數(shù),故其最小公倍數(shù)為這些數(shù)的積),然后再加3,
得9948(人)。
孫子算經的作者及確實著作年代均不可考,不過根據考證,著作年代
不會在晉朝之后,以這個考證來說上面這種問題的解法,中國人發(fā)現(xiàn)
得比西方早,所以這個問題的推廣及其解法,被稱為中國剩余定理。
中國剩余定理(ChineseRemainderTheorem)在近代抽象代數(shù)學中占
有一席非常重要的地位。
2.核心思想和方法:
對于這一類問題,我們有一套看似繁瑣但是一旦掌握便可一通百通的
方法,下面我們就以《孫子算經》中的問題為例,分析此方法:
今有物,不知其數(shù),三三數(shù)之,剩二,五五數(shù)之,剩三,七七數(shù)之,剩
二,問物幾何?
題目中我們可以知道,一個自然數(shù)分別除以3,5,7后,得到三個余
數(shù)分別為2,3,2.那么我們首先構造一個數(shù)字,使得這個數(shù)字除以3
余1,并且還是5和7的公倍數(shù)。
先由5x7=35,即5和7的最小公倍數(shù)出發(fā),先看35除以3余2,不符
合要求,那么就繼續(xù)看5和7的“下一個”倍數(shù)35x2=70是否可以,很
顯然70除以3余1
類似的,我們再構造一個除以5余1,同時又是3和7的公倍數(shù)的數(shù)
字,顯然21可以符合要求。
最后再構造除以7余1,同時又是3,5公倍數(shù)的數(shù)字,45符合要求,
那么所求的自然數(shù)可以這樣計算:
2x70+3x21+2x45±M3,5,7]=233-M3,5,7],其中k是從1開始的自然數(shù)。
也就是說滿足上述關系的數(shù)有無窮多,如果根據實際情況對數(shù)的范圍
加以限制,那么我們就能找到所求的數(shù)。
例如對上面的問題加上限制條件“滿足上面條件最小的自然數(shù)”,
那么我們可以計算2x70+3x21+2x45-2x[3,5,7]=23得到所求
如果加上限制條件“滿足上面條件最小的三位自然數(shù)”,
我們只要對最小的23加上只,5,7]即可,即23+105=128。
例題精講:
【模塊一:帶余除法的定義和性質】
(第五屆小學數(shù)學報競賽決賽)用某自然數(shù)“去除1992,得到商是46,余
數(shù)是「,求a和r.
因為1992是。的46倍還多廠,得至!11992+46=43……14,得1992=46x43+14,所以a=43,
r=14.
(清華附中小升初分班考試)甲、乙兩數(shù)的和是1。88,甲數(shù)除以乙數(shù)商
11余32,求甲、乙兩數(shù).
(法1)因為甲=乙義11+32,所以甲+乙=乙義11+32+乙=乙xl2+32=1088;
貝《乙=(1088-32)+12=88,甲=1088-乙=1000.
(法2)將余數(shù)先去掉變成整除性問題,利用倍數(shù)關系來做:從1088中減
掉32以后,1056就應當是乙數(shù)的(11+1)倍,所以得到乙數(shù)=1056+12=88,甲數(shù)
=1088-88=1000.
一個兩位數(shù)除310,余數(shù)是37,求這樣的兩位數(shù)。
本題為余數(shù)問題的基礎題型,需要學生明白一個重要知識點,就是把
余數(shù)問題--即“不整除問題”轉化為整除問題。方法為用被除數(shù)減去
余數(shù),即得到一個除數(shù)的倍數(shù);或者是用被除數(shù)加上一個“除數(shù)與余
數(shù)的差”,也可以得到一個除數(shù)的倍數(shù)。
本題中310-37=273,說明273是所求余數(shù)的倍數(shù),而273=3X7X13,
所求的兩位數(shù)約數(shù)還要滿足比37大,符合條件的有39,91.
(2003年全國小學數(shù)學奧林匹克試題)有兩個自然數(shù)相除,商是17,余數(shù)
是13,已知被除數(shù)、除數(shù)、商與余數(shù)之和為2113,則被除數(shù)是多少?
被除數(shù)+除數(shù)+商+余數(shù)=被除數(shù)+除數(shù)+17+13=2113,所以被除數(shù)+除數(shù)
=2083,由于被除數(shù)是除數(shù)的17倍還多13,則由“和倍問題”可得:
除數(shù)二(2083-13)4-(17+1)=115,所以被除數(shù)=2083-115=1968.
用一個自然數(shù)去除另一個自然數(shù),商為40,余數(shù)是16.被除數(shù)、除數(shù)、
商、余數(shù)的和是933,求這2個自然數(shù)各是多少?
本題為帶余除法定義式的基本題型。根據題意設兩個自然數(shù)分別為
x,y,可以得到
[x=40y+16,解方程組得[x=856,即這兩個自然數(shù)分別是856,21.
(2000年“祖沖之杯”小學數(shù)學邀請賽試題)三個不同的自然數(shù)的和為
2001,它們分別除以19,23,31所得的商相同,所得的余數(shù)也相同,這
三個數(shù)是,,O
設所得的商為除數(shù)為b.(19a+6)+(23a+Z?)+(31a+6)=2001,73a+3匕=2001,由
b<19,可求得a=27,b=W.所以,這三個數(shù)分別是19a+b=523,23a+b=631,
31a+〃=847o
(2004年福州市“迎春杯”小學數(shù)學競賽試題)一個自然數(shù),除以11時
所得到的商和余數(shù)是相等的,除以9時所得到的商是余數(shù)的3倍,這
個自然數(shù)是.
設這個自然數(shù)除以11余a(OVavll),除以9余匕(0"<9),則有Ua+a=9x3b+b,
即3a=76,只有a=7,b=3,所以這個自然數(shù)為12x7=84。
(1997年我愛數(shù)學少年數(shù)學夏令營試題)有48本書分給兩組小朋友,
已知第二組比第一組多5人.如果把書全部分給第一組,那么每人4
本,有剩余;每人5本,書不夠.如果把書全分給第二組,那么每人
3本,有剩余;每人4本,書不夠.問:第二組有多少人?
由48+4=12,48+5=9.6知,一組是10或H人.同理可知48+3=16,48+4=12
知,二組是13、14或15人,因為二組比一組多5人,所以二組只能
是15人,一組10人.
一個兩位數(shù)除以13的商是6,除以11所得的余數(shù)是6,求這個兩位
數(shù).
因為一個兩位數(shù)除以13的商是6,所以這個兩位數(shù)一定大于13x6=78,
并且小于13x(6+l)=91;又因為這個兩位數(shù)除以11余6,而78除以11余
1,這個兩位數(shù)為78+5=83.
【模塊二:三大余數(shù)定理的應用】
有一個大于1的整數(shù),除45,59,101所得的余數(shù)相同,求這個數(shù).
這個題沒有告訴我們,這三個數(shù)除以這個數(shù)的余數(shù)分別是多少,但是
由于所得的余數(shù)相同,根據同余定理,我們可以得到:這個數(shù)一定能
整除這三個數(shù)中的任意兩數(shù)的差,也就是說它是任意兩數(shù)差的公約
數(shù).101-45=56,59-45=14,(56,14)=14,14的約數(shù)有1,2,7,14,所以這個數(shù)可能
為2,7,14o
有一個整數(shù),除39,51,147所得的余數(shù)都是3,求這個數(shù).
(法1)39-3=36,147-3=144,(36,144)=12,12的約數(shù)是1,2,3,4,6,12,因為余數(shù)
為3要小于除數(shù),這個數(shù)是4,6,12;
(法2)由于所得的余數(shù)相同,得到這個數(shù)一定能整除這三個數(shù)中的任
意兩數(shù)的差,也就是說它是任意兩數(shù)差的公約數(shù).51-39=12,147-39=108,
(12,108)=12,所以這個數(shù)是4,6,12.
在小于1000的自然數(shù)中,分別除以18及33所得余數(shù)相同的數(shù)有多
少個?(余數(shù)可以為0)
我們知道18,33的最小公倍數(shù)為[18,33]二198,所以每198個數(shù)一次.
1?198之間只有1,2,3,…,17,198(余0)這18個數(shù)除以18及33
所得的余數(shù)相同,
而9994-198=5……9,所以共有5X18+9=99個這樣的數(shù).
(2008年仁華考題)一個三位數(shù)除以17和19都有余數(shù),并且除以17
后所得的商與余數(shù)的和等于它除以19后所得到的商與余數(shù)的和.那
么這樣的三位數(shù)中最大數(shù)是多少,最小數(shù)是多少?
設這個三位數(shù)為S,它除以17和19的商分別為“和的余數(shù)分別為加和
n,貝1s=l1a+m=19b+n.
根據題思可知a+,所以s-(a+M=s-(b+"),即16a=186,得8a=96.所
以a是9的倍數(shù),b是8的倍數(shù).此時,由a+=b+〃知n-m=a-b=a-^a=^a.
由于s為三位數(shù),最小為100,最大為999,所以100<17a+屋999,而l<m<16,
所以17a+l<17a+〃z<999,100<17G+m<17a+16,得到5<a<58,而a是9的倍數(shù),
所以.最小為9,最大為54.
當4=54時,〃-切=$=6,而“W18,所以mW12,故此時s最大為17x54+12=930;
當a=9時,n-m=^a=l,由于m>l,所以此時s最小為17x9+1=154.
所以這樣的三位數(shù)中最大的是930,最小的是154.
兩位自然數(shù)ab與6a除以7都余1*并且a>》,求
能被7整除,即(10a+6)-(10b+a)=9x(a-6)能被7整除.所以只能有
a—6=7,那么瓦可能為92和81,驗算可得當月=92時,垢=29滿足題目
要,abxba-92x29=2668
學校新買來118個乒乓球,67個乒乓球拍和33個乒乓球網,如果將
這三種物品平分給每個班級,那么這三種物品剩下的數(shù)量相同.請問
學校共有多少個班?
所求班級數(shù)是除以118,67,33余數(shù)相同的數(shù).那么可知該數(shù)應該為118-67=51
和67-33=34
的公約數(shù),所求答案為17.
(2000年全國小學數(shù)學奧林匹克試題)在除13511,13903及14589時
能剩下相同余數(shù)的最大整數(shù)是.
因為13903—13511=392,14589-13903=686,
由于13511,13903,14589要被同一個數(shù)除時,余數(shù)相同,那么,它
們兩兩之差必能被同一個數(shù)整除.(392,686)=98,所以所求的最大整數(shù)是
98.
(2003年南京市少年數(shù)學智力冬令營試題)22期與2OO32的和除以7的余
數(shù)是.
找規(guī)律.用7除2,22,23,24,25,26,…的余數(shù)分別是2,4,1,2,
4,1,2,4,1,…,2的個數(shù)是3的倍數(shù)時,用7除的余數(shù)為1;2的
個數(shù)是3的倍數(shù)多1時,用7除的余數(shù)為2;2的個數(shù)是3的倍數(shù)多2
時,用7除的余數(shù)為4.因為22°°3=23x667+2,所以22。。3除以7余4.又兩個數(shù)
的積除以7的余數(shù),與兩個數(shù)分別除以7所得余數(shù)的積相同.而2003
除以7余1,所以2003,除以7余1.故與20032的和除以7的余數(shù)是
4+1=5.
(2004年南京市少年數(shù)學智力冬令營試題)在1995,1998,2000,2001,
2003中,若其中幾個數(shù)的和被9除余7,則將這幾個數(shù)歸為一組.這
樣的數(shù)組共有組.
1995,1998,2000,2001,2003除以9的余數(shù)依次是6,0,2,3,5.
因為2+5=2+5+0=7,2+5+3+6=0+2+54-3+6=7+9,
所以這樣的數(shù)組共有下面4個:(2000,2003),(1998,2000,2003),
(2000,2003,2001,1995),(1998,2000,2003,2001,1995).
(2005年全國小學數(shù)學奧林匹克試題)有一個整數(shù),用它去除70,110,
160所得到的3個余數(shù)之和是50,那么這個整數(shù)是.
(70+110+160)-50=290,50+3=16……2,除數(shù)應當是290的大于17小于70的約
數(shù),只可能是29和58,110:58=1......52,52>50,所以除數(shù)不是58.
70+29=2……12,110+29=3……23,160+29=5……15,12+23+15=50,所以除數(shù)是29
(2002年全國小學數(shù)學奧林匹克試題)用自然數(shù)n去除63,91,129
得到的三個余數(shù)之和為
25,那么n=
n能整除63+91+129-25=258.因為25+3=8.」,所以n是258大于8的約
數(shù).顯然,n不
能大于63.符合條件的只有43.
號碼分別為101,126,173,193的4個運動員進行乒乓球比賽,規(guī)定每
兩人比賽的盤數(shù)是他們號碼的和被3除所得的余數(shù).那么打球盤數(shù)最
多的運動員打了多少盤?
本題可以體現(xiàn)出加法余數(shù)定理的巧用。計算101,126,173,193除以
3的余數(shù)分別為2,0,2,lo那么任意兩名運動員的比賽盤數(shù)只需要
用2,0,2,1兩兩相加除以3即可。顯然126運動員打5盤是最多
的。
(2002年《小學生數(shù)學報》數(shù)學邀請賽試題)六名小學生分別帶著14
元、17元、18元、21元、26元、37元錢,一起到新華書店購買《成
語大詞典》.一看定價才發(fā)現(xiàn)有5個人帶的錢不夠,但是其中甲、乙、
丙3人的錢湊在一起恰好可買2本,丁、戊2人的錢湊在一起恰好可
買1本.這種《成語大詞典》的定價是元.
六名小學生共帶錢133元.133除以3余1,因為甲、乙、丙、丁、戊
的錢恰好能買3本,所以他們五人帶的錢數(shù)是3的倍數(shù),另一人帶的
錢除以3余1.易知,這個錢數(shù)只能是37元,所以每本《成語大詞典》
的定價是(14+17+18+21+26)+3=32(元).
(2000年全國小學數(shù)學奧林匹克試題)商店里有六箱貨物,分別重15,
16,18,19,20,31千克,兩個顧客買走了其中的五箱.已知一個顧
客買的貨物重量是另一個顧客的2倍,那么商店剩下的一箱貨物重量
是千克.
兩個顧客買的貨物重量是3的倍數(shù).
(15+16+18+19+20+31);(1+2)=119+3=39…2,剩下的一箱貨物重量除以3應當余
2,只能是20千克.
求2461x135x6047+11的余數(shù).
因為2461+11=223...8,135+11=12...3,6047+11=549...8,根據同余定理(三),
2461x135x6047+11的余數(shù)等于8x3x8-11的余數(shù),而8x3x8=192,
1924-11=17...5,所以2461x135x6047+11的余數(shù)為5.
(華羅庚金杯賽模擬試題)求478x296x351除以17的余數(shù).
先求出乘積再求余數(shù),計算量較大.可先分別計算出各因數(shù)除以17
的余數(shù),再求余數(shù)之積除
以17的余數(shù).478,296,351除以17的余數(shù)分別為2,7和11,(2x7x11)-17=9……1.
求產的最后兩位數(shù).
即考慮產除以100的余數(shù).由于100=4x25,由于33=27除以25余2,所
以3。除以25余8,
?。除以25余24,那么3?。除以25余1;又因為32除以4余1,則產除以
4余1;即3?。一1能被4和25整除,而4與25互質,所以32。-1能被100
整除,即32。除以100余1,由于
1997=20x99+17,所以產除以100的余數(shù)即等于3"除以100的余數(shù),而
36=729除以100余29,3,=243除以100余43,3。=守)。x3$,所以3”除以100
的余數(shù)等于29*29x43除以100的余數(shù),而29x29x43=36163除以100余63,
所以產除以100余63,即驢97的最后兩位數(shù)為63.
絲E除以13所得余數(shù)是.
2000個"2"
我們發(fā)現(xiàn)222222整除13,2000+6余2,所以答案為22?13余9。
求143-9除以7的余數(shù).
法一:
由于143=3(mod7)(143被7除余3),
所以14389三389(mod7)(14聾被7除所得余數(shù)與3股被7除所得余數(shù)相等)
而3,=729,729=1(mod7)(729除以7的余數(shù)為1),
所以3秒三3隈36乂X36X35=35=5(mod7).
14個
故14389除以7的余數(shù)為5.
法二:
計算第被7除所得的余數(shù)可以用找規(guī)律的方法,規(guī)律如下表:
31323334353637
mod73264513
于是余數(shù)以6為周期變化.所以3叫三35三5(mod7).
(2007年實驗中學考題)12+22+32++20012+2002除以7的余數(shù)是多少?
由于「+22+3?++200F+20022=2002x2003x4005=]00]X2()O3X1335,而1001是7的倍
數(shù),所以這個乘積也是7的倍數(shù),故F+22+32++20012+20022除以7的余
數(shù)是0;
(313。+30刈)被13除所得的余數(shù)是多少?
31被13除所得的余數(shù)為5,當n取1,2,3,時5"被13除所得余數(shù)
分別是5,12,8,1,5,12,8,1以4為周期循環(huán)出現(xiàn),所以/被
13除的余數(shù)與父被13除的余數(shù)相同,余12,貝卜產除以13的余數(shù)為
12;
30被13除所得的余數(shù)是4,當n取1,2,3,時,4,被13除所得的
余數(shù)分別是4,3,12,9,10,1,4,3,12,9,10,以6為周期
循環(huán)出現(xiàn),所以早被13除所得的余數(shù)等于4被13除所得的余數(shù),即
4,故30刈除以13的余數(shù)為4;
所以”+3031)被13除所得的余數(shù)是12+4—13=3.
(2008年奧數(shù)網杯)已知a=200820082008,問:a除以13所得的余數(shù)是多
2008個2008
少?
2008除以13余6,10000除以13余3,注意到20082008=2008xl0000+2008;
200820082008=20082008x10000+2008;
2008200820082008=200820082008x10000+2008;
根據這樣的遞推規(guī)律求出余數(shù)的變化規(guī)律:
20082008除以13余6x3+6-13=11,200820082008除以13余11x3+6-39=0,
即200820082008是13的倍數(shù).
而2008除以3余1,所以"200820082008除以13的余數(shù)與2008除以13的
2008個2008
余數(shù)相同,為6.
777…77除以41的余數(shù)是多少?
1996個7
找規(guī)律:7+41=□…7,77+41=□…36,777+41=口-39,7777+41=□…28,
77777+41=口.-0,....,所以77777是41的倍數(shù),而1996+5=3991,所以
777…77可以分成399段77777和1個7組成,那么它除以41的余數(shù)為
1996個7
7.
l'+22+33+44++2OO52005除以10所得的余數(shù)為多少?
求結果除以10的余數(shù)即求其個位數(shù)字.從1到2005這2005個數(shù)的個
位數(shù)字是10個一循環(huán)的,而對一個數(shù)的暴方的個位數(shù),我們知道它總
是4個一循環(huán)的,因此把所有加數(shù)的個位數(shù)按每20個(20是4和10
的最小公倍數(shù))一組,則不同組中對應的個位數(shù)字應該是一樣的.
首先計算1+22+33+4,++202。的個位數(shù)字,
為1+4+7+6+5+6+3+6+9+0+1+6+3+6+5+6+7+4+9+0=94的個位數(shù)字,為4,
由于2005個加數(shù)共可分成100組另5個數(shù),100組的個位數(shù)字和是
4x100=400的個位數(shù)即0,另外5個數(shù)為200產、2OO22002>2OO32003>2OO42004>
2OO52005,它們和的個位數(shù)字是1+4+7+6+5=23的個位數(shù)3,所以原式的個
位數(shù)字是3,即除以10的余數(shù)是3.
求所有的質數(shù)P,使得獷+1與6/+1也是質數(shù).
如果p=5,則4P2+1=101,6P、1=151都是質數(shù),所以5符合題意.如果P不
等于5,那么P除以5的余數(shù)為1、2、3或者4,pz除以5的余數(shù)即等
于V、2?、3?或者42除以5的余數(shù),即1、4、9或者16除以5的余數(shù),
只有1和4兩種情況.如果/除以5的余數(shù)為1,那么4P除以5的
余數(shù)等于4xl+l=5除以5的余數(shù),為0,即此時4P2十1被5整除,而4P2+1
大于5,所以此時4P不是質數(shù);如果加除以5的余數(shù)為4,同理可知
6P2+1不是質數(shù),所以P不等于5,4^+1與6P2+1至少有一個不是質數(shù),
所以只有0=5滿足條件.
在圖表的第二行中,恰好填上8978這十個數(shù),使得每一豎列上下兩個
因數(shù)的乘積除以11所因數(shù)89909192939495969798
得的余數(shù)都是3.因數(shù)
因為兩個數(shù)的乘積除以11的余數(shù),等于兩個數(shù)分別除以11的余數(shù)之
積.因此原題中的8978
可以改換為170,這樣上下兩數(shù)的乘積除以H余3就容易計算了.我
們得到下面的結果:
因數(shù)89909192939495969798
因數(shù)37195621048
是:
因8999999999
數(shù)9012345678
因9989999999
數(shù)1597340826
(2000年“華杯賽”試題)3個三位數(shù)乘積的算式abcxbcaxcab=234235286(其
中心"c),在校對時,發(fā)現(xiàn)右邊的積的數(shù)字順序出現(xiàn)錯誤,但是知道
最后一位6是正確的,問原式中的應是多少?
由于234235286=2+3+4+2+3+5+2+8+6=8(mod9),abcxbcaxcab=(a++c)3(mod9),
于是(a+6+c)3=8(mod9),從而(用a+6+c三0,1,2,…,8(mod9)代入上式檢驗)
a+>+c三2,5,8(mod9)(1),對a進仃討論:
如果a=9,那么%+c=2,5,8(mod9)…(2),又cxaxb的個位數(shù)字是6,所以萬xc
的個位數(shù)字為4,6xc可能為4x1、7x2、8x3、6x4,其中只有(子c)=(4,1),(8,3)
符合(2),經檢驗只有983x839x398=328245326符合題意.
如果a=8,那么Z?+c=3,6,0(mod9)***(3),又辦xc的個位數(shù)字為2或7,則匕xc
可能為2x1、4x3、6x2、7x6、7x1,其中只有?c)=(2,1)符合⑶,經檢驗,
嬴^二821不合題意.
如果a=7,那么6+c=4,7,l(mod9)…(4),則人xc可能為4x2、6x3,其中沒有符
合(4)的s,c).
如果aW6,那么6<5,c<4,正x^x^<700x600x500=210000000<222334586,因此
這時而不可能符合題意.綜上所述,正=983是本題唯一的解.
一個大于1的數(shù)去除290,235,200時,得余數(shù)分別為0,°+2,4+5,
則這個自然數(shù)是多少?
根據題意可知,這個自然數(shù)去除290,233,195時,得到相同的余數(shù)
(都為。).
既然余數(shù)相同,我們可以利用余數(shù)定理,可知其中任意兩數(shù)的差除以
這個數(shù)肯定余0.那么這個自然數(shù)是290-233=57的約數(shù),又是233—195=38
的約數(shù),因此就是57和38的公約數(shù),因為57和38的公約數(shù)只有19
和1,而這個數(shù)大于1,所以這個自然數(shù)是19.
一個大于10的自然數(shù)去除90、164后所得的兩個余數(shù)的和等于這個
自然數(shù)去除220后所得的余數(shù),則這個自然數(shù)是多少?
這個自然數(shù)去除90、164后所得的兩個余數(shù)的和等于這個自然數(shù)去除
90+164=254后所得的余數(shù),所以254和220除以這個自然數(shù)后所得的余
數(shù)相同,因此這個自然數(shù)是254—220=34的約數(shù),又大于10,這個自然數(shù)
只能是17或者是34.如果這個數(shù)是34,那么它去除90、164、220后
所得的余數(shù)分別是22、28、16,不符合題目條件;如果這個數(shù)是17,
那么他去除90、164、220后所得的余數(shù)分別是5、11、16,符合題目
條件,所以這個自然數(shù)是17.
甲、乙、丙三數(shù)分別為603,939,393.某數(shù)a除甲數(shù)所得余數(shù)是人除
乙數(shù)所得余數(shù)的2倍,a除乙數(shù)所得余數(shù)是a除丙數(shù)所得余數(shù)的2倍.求
A等于多少?
根據題意,這三個數(shù)除以A都有余數(shù),則可以用帶余除法的形式將它們
表示出來:
6O3+A=&rx939^A=K2r2393+A=Nq
由于『2-4=24,要消去余數(shù)小斗“,我們只能先把余數(shù)處理成相同
的,再兩數(shù)相減.
這樣我們先把第二個式子乘以2,使得被除數(shù)和余數(shù)都擴大2倍,同
理,第三個式子乘以4.
于是我們可以得到下面的式子:603+4=屈/(939x2)+4=262rl
(393x4)+A=26您這樣余數(shù)就處理成相同的.最后兩兩相減消去余數(shù),
意味著能被A整除.
939x2-603=1275,393x4-603=969,(1275,969)=51=3x17.
51的約數(shù)有1、3、17、51,其中1、3顯然不滿足,檢驗17和51可
知17滿足,所以A等于17.
一個自然數(shù)除429、791、500所得的余數(shù)分別是0+5、2。、0,求這個
自然數(shù)和〃的值.
將這些數(shù)轉化成被該自然數(shù)除后余數(shù)為2a的數(shù):(429-5)x2=848,791、
500x2=1000,這樣這些數(shù)被這個自然數(shù)除所得的余數(shù)都是2a,故同余.
將這三個數(shù)相減,得到848—791=57、1000—848=152,所求的自然數(shù)一定是57
和152的公約數(shù),而(57,152)=19,所以這個自然數(shù)是19的約數(shù),顯然1是不
符合條件的,那么只能是19.經過驗證,當這個自然數(shù)是19時,除429、
791、500所得的余數(shù)分別為11、12、6,口=6時成立,所以這個自然數(shù)是19,
【模塊三:余數(shù)綜合應用】
著名的裴波那契數(shù)列是這樣的:1、1、2、3、5、8、13、21……這串
數(shù)列當中第2008個數(shù)除以3所得的余數(shù)為多少?
斐波那契數(shù)列的構成規(guī)則是從第三個數(shù)起每一個數(shù)都等于它前面兩個
數(shù)的和,由此可以根據余數(shù)定理將裴波那契數(shù)列轉換為被3除所得余
數(shù)的數(shù)列:
1、1、2、0、2、2、1、0、1、1、2、0……
第九項和第十項連續(xù)兩個是1,與第一項和第二項的值相同且位置連
續(xù),所以裴波那契數(shù)列被3除的余數(shù)每8個一個周期循環(huán)出現(xiàn),由于
2008除以8的余數(shù)為0,所以第2008項被3除所得的余數(shù)為第8項被
3除所得的余數(shù),為0.
(2009年走美初賽六年級)有一串數(shù):1,1,2,3,5,8,……,從
第三個數(shù)起,每個數(shù)都是前兩個數(shù)之和,在這串數(shù)的前2009個數(shù)中,
有幾個是5的倍數(shù)?
由于兩個數(shù)的和除以5的余數(shù)等于這兩個數(shù)除以5的余數(shù)之和再除以
5的余數(shù).
所以這串數(shù)除以5的余數(shù)分別為:1,1,2,3,0,3,3,1,4,0,
4,4,3,2,0,2,2,4,1,0,1,1,2,3,0,……可以發(fā)現(xiàn)這串
余數(shù)中,每20個數(shù)為一個循環(huán),且一個循環(huán)中,每5個數(shù)中第五個數(shù)
是5的倍數(shù).由于2009+5=4014,所以前2009個數(shù)中,有401個是5的
倍數(shù).
(圣彼得堡數(shù)學奧林匹克試題)托瑪想了一個正整數(shù),并且求出了它分
別除以3、6和9的余數(shù).現(xiàn)知這三余數(shù)的和是15.試求該數(shù)除以18
的余數(shù).
除以3、6和9的余數(shù)分別不超過2,5,8,所以這三個余數(shù)的和永遠
不超過2+5+8=15,
既然它們的和等于15,所以這三個余數(shù)分別就是2,5,8.所以該數(shù)
加1后能被3,6,9整除,W[3,6,9]=18,設該數(shù)為a,貝|4=18/71-1,即
a=18(m-l)+17(m為非零自然數(shù)),所以它除以18的余數(shù)只能為17.
(2005年香港圣公會小學數(shù)學奧林匹克試題)一個家庭,有父、母、
兄、妹四人,他們任意三人的歲數(shù)之和都是3的整數(shù)倍,每人的歲數(shù)
都是一個質數(shù),四人歲數(shù)之和是100,父親歲數(shù)最大,問:母親是多少
歲?
從任意三人歲數(shù)之和是3的倍數(shù),100除以3余1,就知四個歲數(shù)都是
3人+1型的數(shù),又是質數(shù).只有7,13,19,31,37,43,就容易看出:
父43歲,母37歲,兄13歲,妹7歲.廠
(華杯賽試題)如圖,在一個圓圈上有幾十個孔(不到100r\/
個),小明像玩跳棋那樣,從A孔出發(fā)沿著逆時針方向,每""
隔幾孔跳一步,希望一圈以后能跳回到A孔.他先試著每隔2孔跳一
步,結果只能跳到B孔.他又試著每隔4孔跳一步,也只能跳到B孔.最
后他每隔6孔跳一步,正好跳回到A孔,你知道這個圓圈上共有多少
個孔嗎?
設想圓圈上的孔已按下面方式編了號:A孔編號為1,然后沿逆時針方
向順次編號
為2,3,4,B孔的編號就是圓圈上的孔數(shù).
我們先看每隔2孔跳一步時,小明跳在哪些孔上?很容易看出應在1,
4,7,10,…上,也就是說,小明跳到的孔上的編號是3的倍數(shù)加
1.按題意,小明最后跳到B孔,因此總孔數(shù)是3的倍數(shù)加1.
同樣道理,每隔4孔跳一步最后跳到B孔,就意味著總孔數(shù)是5的倍
數(shù)加1;而每隔6孔跳一步最后跳回到A孔,就意味著總孔數(shù)是7的
倍數(shù).
如果將孔數(shù)減1,那么得數(shù)既是3的倍數(shù)也是5的倍數(shù),因而是15的
倍數(shù).這個15的倍數(shù)加上1就等于孔數(shù),設孔數(shù)為“,則”15加+1(機
為非零自然數(shù))而且“能被7整除.注意15被7除余1,所以15x6被7
除余6,15的6倍加1正好被7整除.我們還可以看出,15的其他(小
于的7)倍數(shù)加1都不能被7整除,而15x7=105已經大于100.7以上的
倍數(shù)都不必考慮,因此,總孔數(shù)只能是15x6+1=91.
(1997年全國小學數(shù)學奧林匹克試題)將12345678910111213...…依次寫到第
1997個數(shù)字,組成一個1997位數(shù),那么此數(shù)除以9的余數(shù)是
本題第一步是要求出第1997個數(shù)字是什么,再對數(shù)字求和.
共有9個數(shù)字,1079共有90個兩位數(shù),共有數(shù)字:90x2=180(個),
100-999共900個三位數(shù),共有數(shù)字:900x3=2700(個),所以數(shù)連續(xù)寫,不
會寫到999,從100開始是3位數(shù),每三個數(shù)字表示一個數(shù),
(1997-9-180)^3=602……2,即有602個三位數(shù),第603個三位數(shù)只寫了它的
百位和十位.從100開始的第602個三位數(shù)是701,第603個三位數(shù)
是9,其中2未寫出來.因為連續(xù)9個自然數(shù)之和能被9整除,所以
排列起來的9個自然數(shù)也能被9整除,702個數(shù)能分成的組數(shù)是:
702+9=78(組),依次排列后,它仍然能被9整除,但702中2未寫出
來,所以余數(shù)為9-2=7.
設筋+1是質數(shù),證明:E,20…,/被2〃+]除所得的余數(shù)各不相同.
假設有兩個數(shù)a、b,(l<b<a<n),它們的平方從被2〃+1除余數(shù)相同.那
么,由
同余定理得a?-6?三0(mod(2〃+1)),即(a-6)3+6)=0(mod(2〃+1)),由于2〃+1是質數(shù),
以。+b=0(mod(2〃+1))或a—b=O(mod(2?+1)),由于a+b,a—b均小于2〃+1且大于0,
可知,a+b與2〃+1互質,a-匕也與2〃+1互質,即a+b,a-b都不能被2〃+1整
除,產生矛盾,所以假設不成立,原題得證.
試求不大于100,且使3"+7〃+4能被11整除的所有自然數(shù)n的和.
通過逐次計算,可以求出3,被n除的余數(shù),
依次為:3為3,3,為9,竽為5,3,為4,3$為1,…,
因而3"被11除的余數(shù)5個構成一個周期:3,9,5,4,1,3,9,5,
4,1,……;類似地,
可以求出7"被11除的余數(shù)10個構成一個周期:7,5,2,3,10,4,
6,9,8,1,....;
于是3"+7"+4被n除的余數(shù)也是10個構成一個周期:3,7,0,0,4,
0,8,7,5,6,....;
這就表明,每一個周期中,只有第3、4、6個這三個數(shù)滿足題意,
即九=3,4,6,13,14,16,……,93,94,96時3"+7"+4能被11整除,所以,
所有滿足條件的自然數(shù)n的和為:
3+4+6+13+14+16+...+93+94+96=13+43+...+283=1480.
若°為自然數(shù),證明網(y5一產).
10=2x5,由于*5與產9的奇偶性相同,所以斗(*5_"949).
片。。5_產9=產畫6_]),如果°能被5整除,那么電飛,_i);如果“不能被5
整除,那么a被5除的余數(shù)為1、2、3或者4,/被5除的余數(shù)為廣、
24、3,、4,被5除的余數(shù),即為1、16、81、256被5除的余數(shù),而這
四個數(shù)除以5均余1,所以不管a為多少,,被5除的余數(shù)為1,而
a56=(a4),4,即14個,相乘,所以小除以5均余1,則能被5整除,
有5|小9(才一1).所以5|(產5_產).
由于2與5互質,所以io|(?2005-?1949).
設n為正整數(shù),左=2004",k被7除余數(shù)為2,k被11除余數(shù)為3,求n
的最小值.
2004被7除余數(shù)為2,被11除余數(shù)也為2,所以2“被7除余數(shù)為2,
被11除余數(shù)為3.
由于2:2被7除余2,而2=8被7除余1,所以n除以3的余數(shù)為1;
由于2^=256被11除余3,2*1024被11除余1,所以n除以10的余數(shù)為
8.
可見”+2是3和10的公倍數(shù),最小為[3,10]=30,所以n的最小值為28.
有三個連續(xù)自然數(shù),其中最小的能被15整除,中間的能被17整除,
最大的能被19整除,請寫出一組這樣的三個連續(xù)自然數(shù).
設三個連續(xù)自然數(shù)中最小的一個為n,則其余兩個自然數(shù)分別為〃+1,
〃+2?
依題意可知:15|",17|(〃+1),19|(〃+2),根據整除的性質對這三個算式進
行變換:
15f1512〃315](2“一15)、
171(〃+1).171(2"+2)f171(2w-15)[=>[15,17,19]|(2〃-15)
19|(w+2)f19|(2〃+4)f
從上面可以發(fā)現(xiàn)2〃—15應為15、17、19的公倍數(shù).
由于[15,17,19]=4845,所以2〃-15=4845(2左-1)(因為215是奇數(shù)),可得
“=4845左一2415.
當左=1時〃=2430,"+1=2431,“+2=2432,所以其中的一組自然數(shù)為2430、
2431、2432.
(2008年西城實驗考題)從1,2,3,……,n中,任取57個數(shù),使這
57個數(shù)必有兩個數(shù)的差為13,則n的最大值為多少?
被13除的同余序列當中,如余1的同余序列,1、14、27、40、53、
66……,其中只要取到兩個相鄰的,這兩個數(shù)的差為13;如果沒有兩
個相鄰的數(shù),則沒有兩個數(shù)的差為13,不同的同余序列當中不可能有
兩個數(shù)的差為13,對于任意一條長度為x的序列,都最多能取戶1個
數(shù),使得取出的數(shù)中沒有兩個數(shù)的差為13,即從第1個數(shù)起隔1個取
1個.
基于以上,n個數(shù)分成13個序列,每條序列的長度為]曰或[曰+i,兩
個長度差為1的序列,要使取出的數(shù)中沒有兩個數(shù)的差為13,能夠被
取得的數(shù)的個數(shù)之差也不會超過1,所以為使57個數(shù)中任意兩個數(shù)的
差都不等于13,則這57個數(shù)被分配在13條序列中,在每條序列被分
配的數(shù)的個數(shù)差不會超過1,那么13個序列有8個序列分配了4個
數(shù),5個序列分配了5個數(shù),則這13個序列中8個長度為8,5個長
度為9,那么當n最小為8x8+9x5=109時,可以取出57個數(shù),其中任兩
個數(shù)的差不為13,所以要使任取57個數(shù)必有兩個數(shù)的差為13,那么
n的最大值為108.
從1,2,3,4,2007中取N個不同的數(shù),取出的數(shù)中任意三個的
和能被15整除.N最大為多少?
取出的N個不同的數(shù)中,任意三個的和能被15整除,則其中任意兩個
數(shù)除以15的余數(shù)相同,且這個余數(shù)的3倍能被15整除,所以這個余
數(shù)只能是0,5或者10.在12007中,除以15的余數(shù)為0的有15x1,
15x2,???,15x133,共有133個;除以15的余數(shù)為5的有15x0+5,15x1+5,…,
15x133+5,共有134個;除以15的余數(shù)為10的有15x0+10,15x1+10,…,
15x133+10,共有134個.所以N最大為134.
將自然數(shù)1,2,3,4......依次寫下去,若最終寫到2000,成為12319992000,
那么這個自然數(shù)除以99余幾?
由于99=9X11,可以分別求這個數(shù)除以9和H的余數(shù),進而求出它除以
99的余數(shù).實際上求得這個數(shù)除以9和1
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