五年级奥数.数论.中国剩余定理及弃九法(A级).学生版
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五年级奥数.数论•中国剩余定理及弃九法(A【例门将1至2(X)8这2008个自然数,按从小到大的次序依次写出,得一个多位数; 12345678910111213 - 20072008,试求这个多位数除以9的余数.【考氏】弃九法【堆废】3冕【題型】解察【妙析】以19992000 IX个八伎数为例,它放9冷的余数等于(149厶949424040 + 0)被9除的余数,但是由于1999与(14-9 + 94-9)^ 9徐的余数相同,20CO与(2 4-04 04-0J被9除的余數相同,曲以19992000就与(iw 2(扌械9除的余数相同.由此可得.从1开於的自然数12345678910111213•- 2OO72OOS破9於的余数与荊2008个自然敷之和除以9的余秋相同.植猎等差数列求和公式,这个和为:(12008)、2008 =2017036 ,它秋9除的余數为1•另外还可以2利用连埃9个自然敛之和必能坡9楚冷逗个性质,籽腹多位数分成123456789, 101112131415161718・ ................... . 199920002001200220032004200520062007. 2008 爭数,可见它放 9除的余数与2008被9除的余数相同.因此,此数被9冷的余数为1・【答案】1I[矶固H连埃写出从I开始的自然敷,写到2009时停止,得到一个多位1234567891011-19992000, 请说明:这个多位数除以3,得到的余数是几?为什么?【考点】弁九法【难度】3星【题型】解答【关坡词】第六屈,希空杯[分析】因为连续3个白然歎可以被3整除,而且最后一个白產數祁是3的信数,因为1998是3的倍數,所以123456789101 1…W9M是3的倍数,又因为1234567«9101 1 I9992O<M)= 1234567X9101 1 199800:X)0000 + 199—丨斗 1 998 + 2 , 所以1234567891011 - 19992000 冷以3 ,得到的余效是0.【答案】0■例2)将12345678910111213……依次写到第2013个数字,组成一个2013位数,那么此数除以9的余数是 ___________ -【考支】卉九法【难度】3星【題型】填空【解析】本题第一步是实求出第2013个妓字是什么,牌对败牛求和・I〜9共有9个数字,10-99共有90 个两位数,共冇数字:90* 2 = 1X0 (个X 100—999共900个三位数•共有900*3= 2700 (个),所以教连续写.不会写到999•从100开始是3位數.每三个数字衷示一个數,(207 9180)-3 »即有608个三位数,从100开始的第608个三位数是707,因为连绫9个自然敷之和能被9整冷,所以排列起来的9个自然耿也能祓9駐除,707个歎能分成的纽数足:707 4-9 ■兀(纽)……5 ,依次排列后,列702仍轶能被9扭除,但703704705706707中7+3+7444-7+54.7+64-7+7.60, 6W=6.所以余数为 6【答隶】6「巩圍J右2个三位数相乘的积是一个五位数,枳的后四位是7037,第一个数各个位的数字之和是6第二个数的各个位数字之和足8,求两个二位数的和。
五年级奥数.数论.中国剩余定理及弃九法(B级).学⽣版⼀、中国剩余定理——中国古代趣题1) 趣题⼀中国数学名著《孙⼦算经》⾥有这样的问题:“今有物,不知其数,三三数之,剩⼆,五五数之,剩三,七七数之,剩⼆,问物⼏何?”答⽈:“⼆⼗三。
”此类问题我们可以称为“物不知其数”类型,⼜被称为“韩信点兵”。
韩信点兵⼜称为中国剩余定理,相传汉⾼祖刘邦问⼤将军韩信统御兵⼠多少,韩信答说,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……。
刘邦茫然⽽不知其数。
我们先考虑下列的问题:假设兵不满⼀万,每5⼈⼀列、9⼈⼀列、13⼈⼀列、17⼈⼀列都剩3⼈,则兵有多少?⾸先我们先求5、9、13、17之最⼩公倍数9945(注:因为5、9、13、17为两两互质的整数,故其最⼩公倍数为这些数的积),然后再加3,得9948(⼈)。
孙⼦算经的作者及确实著作年代均不可考,不过根据考证,著作年代不会在晋朝之后,以这个考证来说上⾯这种问题的解法,中国⼈发现得⽐西⽅早,所以这个问题的推⼴及其解法,被称为中国剩余定理。
中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem )在近代抽象代数学中占有⼀席⾮常重要的地位。
2) 趣题⼆我国明朝有位⼤数学家叫程⼤位,他在解答“物不知其数”问题(即:有物不知其数,三三数之剩⼆,五五数之剩三,七七数之剩⼆,问物⼏何?)时⽤四句诗概括出这类问题的优秀解法:“三⼈同⾏七⼗稀,五树梅花廿⼀枝,七⼦团圆正⽉半,除百零五便得知.”这⾸诗就是解答此类问题的⾦钥匙,它被世界各国称为“中国剩余定理”(Chinese Remainder Theorem ),是我国古代数学的⼀项辉煌成果.诗中的每⼀句话都表⽰⼀个步骤:三⼈同⾏七⼗稀,是说除以3所得的余数⽤70乘.五树梅花廿⼀枝,是说除以5所得的余数⽤21乘.七⼦团圆正⽉半,是说除以7所得的余数⽤15乘.除百零五便得知,是说把上⾯乘得的3个积加起来,减去105的倍数,减得差就是所求的数.此题的中国剩余定理的解法是:⽤70乘3除所得的余数,21乘5除所得的余数,15乘7除所得的余数,把这3个结果加起来,如果它⼤于105,则减去105,所得的差如果仍⽐105⼤,则继续减知识框架中国剩余定理及弃九法去105,最后所得的整数就是所求.也就是270321215233-=++=,233105128-=,12810523为什么70,21,15,105有此神奇效⽤?70,21,15,105是从何⽽来?先看70,21,15,105的性质:70被3除余1,被5,7整除,所以70a是⼀个被3除余a⽽被5与7整除的数;21是5除余1,被3与7整除的数,因此21b是被5除余b,被3与7整除的数;同理15c是被7除余c,被3、5整除的数,105是3,5,7的最⼩公倍数.也就是说,702115++是a b c被3除余a,被5除余b,被7除余c的数,这个数可能是解答,但不⼀定是最⼩的,因此还要减去它们的公倍数.了解了“剩余定理”的秘密后,对类似于上⾯的题⽬,我们都可以⽤中国剩余定理来解答.3)核⼼思想和⽅法对于这⼀类问题,我们有⼀套看似繁琐但是⼀旦掌握便可⼀通百通的⽅法,下⾯我们就以《孙⼦算经》中的问题为例,分析此⽅法:今有物,不知其数,三三数之,剩⼆,五五数之,剩三,七七数之,剩⼆,问物⼏何?题⽬中我们可以知道,⼀个⾃然数分别除以3,5,7后,得到三个余数分别为2,3,2.那么我们⾸先构造⼀个数字,使得这个数字除以3余1,并且还是5和7的公倍数。
数论之余数问题余数问题主要包括了带余除法的定义,三大余数定理(加法余数定理,乘法余数定理,和同余定理),及中国剩余定理和有关弃九法原理的应用。
知识点拨:一、带余除法的定义及性质:一般地,如果a 是整数,b 是整数(b ≠0),若有a ÷b=q ……r ,也就是a =b ×q +r,0≤r <b ;我们称上面的除法算式为一个带余除法算式。
这里:(1)当时:我们称a 可以被b 整除,q 称为a 除以b 的商或完全商(2)当时:我们称a 不可以被b 整除,q 称为a 除以b 的商或不完全商一个完美的带余除法讲解模型:如图,这是一堆书,共有a 本,这个a 就可以理解为被除数,现在要求按照b 本一捆打包,那么b 就是除数的角色,经过打包后共打包了c 捆,那么这个c 就是商,最后还剩余d 本,这个d 就是余数。
这个图能够让学生清晰的明白带余除法算式中4个量的关系。
并且可以看出余数一定要比除数小。
二、三大余数定理:1.余数的加法定理0r =0r ≠a与b的和除以c的余数,等于a,b分别除以c的余数之和,或这个和除以c的余数。
例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23+16=39除以5的余数等于4,即两个余数的和3+1.当余数的和比除数大时,所求的余数等于余数之和再除以c的余数。
例如:23,19除以5的余数分别是3和4,故23+19=42除以5的余数等于3+4=7除以5的余数,即2.2.余数的乘法定理a与b的乘积除以c的余数,等于a,b分别除以c的余数的积,或者这个积除以c所得的余数。
例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23×16除以5的余数等于3×1=3。
当余数的和比除数大时,所求的余数等于余数之积再除以c的余数。
例如:23,19除以5的余数分别是3和4,所以23×19除以5的余数等于3×4除以5的余数,即2.3.同余定理若两个整数a、b被自然数m除有相同的余数,那么称a、b对于模m 同余,用式子表示为:a≡b ( mod m ),左边的式子叫做同余式。
一、带余除法的定义及性质:一般地,如果a是整数,b是整数(b≠0),若有a÷b=q……r,也就是a=b×q+r,0≤r<b;我们称上面的除法算式为一个带余除法算式。
这里:r=时:我们称a可以被b整除,q称为a除以b的商或完全商(1)当0r≠时:我们称a不可以被b整除,q称为a除以b的商或不完全商(2)当0一个完美的带余除法讲解模型:如图,这是一堆书,共有a本,这个a就可以理解为被除数,现在要求按照b本一捆打包,那么b就是除数的角色,经过打包后共打包了c捆,那么这个c就是商,最后还剩余d本,这个d就是余数。
这个图能够让学生清晰的明白带余除法算式中4个量的关系。
并且可以看出余数一定要比除数小。
二、三大余数定理:1.余数的加法定理a与b的和除以c的余数,等于a,b分别除以c的余数之和,或这个和除以c的余数。
例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23+16=39除以5的余数等于4,即两个余数的和3+1.当余数的和比除数大时,所求的余数等于余数之和再除以c的余数。
例如:23,19除以5的余数分别是3和4,故23+19=42除以5的余数等于3+4=7除以5的余数,即2.2.余数的乘法定理a与b的乘积除以c的余数,等于a,b分别除以c的余数的积,或者这个积除以c所得的余数。
例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23×16除以5的余数等于3×1=3。
当余数的和比除数大时,所求的余数等于余数之积再除以c的余数。
例如:23,19除以5的余数分别是3和4,所以23×19除以5的余数等于3×4除以5的余数,即2.3.同余定理若两个整数a、b被自然数m除有相同的余数,那么称a、b对于模m同余,用式子表示为:a≡b ( mod m ),左边的式子叫做同余式。
同余式读作:a同余于b,模m。
由同余的性质,我们可以得到一个非常重要的推论:若两个数a,b除以同一个数m得到的余数相同,则a,b的差一定能被m整除用式子表示为:如果有a≡b ( mod m ),那么一定有a-b=mk,k是整数,即m|(a-b)三、弃九法原理:在公元前9世纪,有个印度数学家名叫花拉子米,写有一本《花拉子米算术》,他们在计算时通常是在一个铺有沙子的土板上进行,由于害怕以前的计算结果丢失而经常检验加法运算是否正确,他们的检验方式是这样进行的:++++=例如:检验算式12341898189226789671789028899231234除以9的余数为11898除以9的余数为818922除以9的余数为4678967除以9的余数为7178902除以9的余数为0这些余数的和除以9的余数为2而等式右边和除以9的余数为3,那么上面这个算式一定是错的。
一、 中国剩余定理——中国古代趣题1) 趣题一中国数学名著《孙子算经》里有这样的问题:“今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何?”答曰:“二十三。
”此类问题我们可以称为“物不知其数”类型,又被称为“韩信点兵”。
韩信点兵又称为中国剩余定理,相传汉高祖刘邦问大将军韩信统御兵士多少,韩信答说,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……。
刘邦茫然而不知其数。
我们先考虑下列的问题:假设兵不满一万,每5人一列、9人一列、13人一列、17人一列都剩3人,则兵有多少?首先我们先求5、9、13、17之最小公倍数9945(注:因为5、9、13、17为两两互质的整数,故其最小公倍数为这些数的积),然后再加3,得9948(人)。
孙子算经的作者及确实著作年代均不可考,不过根据考证,著作年代不会在晋朝之后,以这个考证来说上面这种问题的解法,中国人发现得比西方早,所以这个问题的推广及其解法,被称为中国剩余定理。
中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem )在近代抽象代数学中占有一席非常重要的地位。
2) 趣题二我国明朝有位大数学家叫程大位,他在解答“物不知其数”问题(即:有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?)时用四句诗概括出这类问题的优秀解法: “三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,七子团圆正月半,除百零五便得知.”这首诗就是解答此类问题的金钥匙,它被世界各国称为“中国剩余定理”(Chinese Remainder Theorem ),是我国古代数学的一项辉煌成果.诗中的每一句话都表示一个步骤:三人同行七十稀,是说除以3所得的余数用70乘.五树梅花廿一枝,是说除以5所得的余数用21乘.七子团圆正月半,是说除以7所得的余数用15乘.除百零五便得知,是说把上面乘得的3个积加起来,减去105的倍数,减得差就是所求的数. 此题的中国剩余定理的解法是:用70乘3除所得的余数,21乘5除所得的余数,15乘7除所得知识框架中国剩余定理及弃九法去105,最后所得的整数就是所求.也就是270321215233-=⨯+⨯+⨯=,233105128-=,12810523为什么70,21,15,105有此神奇效用?70,21,15,105是从何而来?先看70,21,15,105的性质:70被3除余1,被5,7整除,所以70a是一个被3除余a而被5与7整除的数;21是5除余1,被3与7整除的数,因此21b是被5除余b,被3与7整除的数;同理15c是被7除余c,被3、5整除的数,105是3,5,7的最小公倍数.也就是说,702115++是a b c被3除余a,被5除余b,被7除余c的数,这个数可能是解答,但不一定是最小的,因此还要减去它们的公倍数.了解了“剩余定理”的秘密后,对类似于上面的题目,我们都可以用中国剩余定理来解答.3)核心思想和方法对于这一类问题,我们有一套看似繁琐但是一旦掌握便可一通百通的方法,下面我们就以《孙子算经》中的问题为例,分析此方法:今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何?题目中我们可以知道,一个自然数分别除以3,5,7后,得到三个余数分别为2,3,2.那么我们首先构造一个数字,使得这个数字除以3余1,并且还是5和7的公倍数。
一、带余除法的定义及性质:一般地,如果a是整数,b是整数(b≠0),若有a÷b=q……r,也就是a=b×q+r,0≤r<b;我们称上面的除法算式为一个带余除法算式。
这里:r=时:我们称a可以被b整除,q称为a除以b的商或完全商(1)当0r≠时:我们称a不可以被b整除,q称为a除以b的商或不完全商(2)当0一个完美的带余除法讲解模型:如图,这是一堆书,共有a本,这个a就可以理解为被除数,现在要求按照b本一捆打包,那么b就是除数的角色,经过打包后共打包了c捆,那么这个c就是商,最后还剩余d本,这个d就是余数。
这个图能够让学生清晰的明白带余除法算式中4个量的关系。
并且可以看出余数一定要比除数小。
二、三大余数定理:1.余数的加法定理a与b的和除以c的余数,等于a,b分别除以c的余数之和,或这个和除以c的余数。
例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23+16=39除以5的余数等于4,即两个余数的和3+1.当余数的和比除数大时,所求的余数等于余数之和再除以c的余数。
例如:23,19除以5的余数分别是3和4,故23+19=42除以5的余数等于3+4=7除以5的余数,即2.2.余数的乘法定理a与b的乘积除以c的余数,等于a,b分别除以c的余数的积,或者这个积除以c所得的余数。
例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23×16除以5的余数等于3×1=3。
当余数的和比除数大时,所求的余数等于余数之积再除以c的余数。
例如:23,19除以5的余数分别是3和4,所以23×19除以5的余数等于3×4除以5的余数,即2.3.同余定理若两个整数a、b被自然数m除有相同的余数,那么称a、b对于模m同余,用式子表示为:a≡b ( mod m ),左边的式子叫做同余式。
同余式读作:a同余于b,模m。
由同余的性质,我们可以得到一个非常重要的推论:若两个数a,b除以同一个数m得到的余数相同,则a,b的差一定能被m整除用式子表示为:如果有a≡b ( mod m ),那么一定有a-b=mk,k是整数,即m|(a-b)三、弃九法原理:在公元前9世纪,有个印度数学家名叫花拉子米,写有一本《花拉子米算术》,他们在计算时通常是在一个铺有沙子的土板上进行,由于害怕以前的计算结果丢失而经常检验加法运算是否正确,他们的检验方式是这样进行的:++++=例如:检验算式12341898189226789671789028899231234除以9的余数为11898除以9的余数为818922除以9的余数为4678967除以9的余数为7178902除以9的余数为0这些余数的和除以9的余数为2而等式右边和除以9的余数为3,那么上面这个算式一定是错的。
被除数÷除数=商+余数(余数<除数)同余定理1 如果a,b除以c的余数相同,那么我们说a,b对于c是同余的。
并且我们说a,b之间的差能被c整除。
(a b c三个数都是自然数)例1:有一个大于1的数,除45,59,101所得的余数相同,求这个数可能是多少?习题1:已知三个数127,99和一个小于30的两位数a除以一个一位数b的余数都是3,求a 和b的值.同余定理2 a和b的积除以c的余数,等于a,b分别除以c的余数的积或者这个余数的积再除以c所得的余数。
(a b c均为自然数)例2:22003除以7的余数是多少?习题2:31453⨯68765⨯987657的积,除以4的余数是_____.例3:今有一类数,除以3余数是2,除以5余数是3,除以7余数是2.试问这个类数最小那个又什么?(中国剩余定理)分析:此题就是国际上有名的“中国剩余定理”,早在中国古代人们就中国人民就掌握了这种题型的解法。
此题解法很多,在此介绍同余尝试法。
在附录中有此种题型的一般解法。
题目中给出的条件比较多,假如一开始就同时考虑三个条件,由于关系复杂很难一下子看出答案。
所以应该先考虑其中的一个条件,进而考虑其中的两个条件,最后考虑三个条件,以求出最后答案。
一般应该先考虑除数最大的那个条件,即找出除以7余2的数:2 ,9 ,16 ,23,30,37,43,50,57……在此,我们必须在上面的数列中找出满足第二个条件的数,即除以5余3的数,显然,23,23+5×7,23+5×7×2,23+5×7×3,23+5×7×4……以上数列都能满足前面两个要求。
所以,能够满足‘除以7余2,除以5余3’这两个条件的数有23,58,93,128,163,198,233,268,303,338……接下去,我们要继续考虑第三个条件,以上数列中满足除以3余数是2的数,显然23,23+5×7×3,23+5×7×3×2,23+5×7×3×3……综上,我们发现23,128,233,338,443……均能满足‘除以3余数是2,除以5余数是3,除以7余数是2’,其中最小的数是23。
一、带余除法的定义及性质:一般地,如果a是整数,b是整数(b≠0),若有a÷b=q……r,也就是a=b×q+r,0≤r<b;我们称上面的除法算式为一个带余除法算式。
这里:r=时:我们称a可以被b整除,q称为a除以b的商或完全商(1)当0r≠时:我们称a不可以被b整除,q称为a除以b的商或不完全商(2)当0一个完美的带余除法讲解模型:如图,这是一堆书,共有a本,这个a就可以理解为被除数,现在要求按照b本一捆打包,那么b就是除数的角色,经过打包后共打包了c捆,那么这个c就是商,最后还剩余d本,这个d就是余数。
这个图能够让学生清晰的明白带余除法算式中4个量的关系。
并且可以看出余数一定要比除数小。
二、三大余数定理:1.余数的加法定理a与b的和除以c的余数,等于a,b分别除以c的余数之和,或这个和除以c的余数。
例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23+16=39除以5的余数等于4,即两个余数的和3+1.当余数的和比除数大时,所求的余数等于余数之和再除以c的余数。
例如:23,19除以5的余数分别是3和4,故23+19=42除以5的余数等于3+4=7除以5的余数,即2.2.余数的乘法定理a与b的乘积除以c的余数,等于a,b分别除以c的余数的积,或者这个积除以c所得的余数。
例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23×16除以5的余数等于3×1=3。
当余数的和比除数大时,所求的余数等于余数之积再除以c的余数。
例如:23,19除以5的余数分别是3和4,所以23×19除以5的余数等于3×4除以5的余数,即2.3.同余定理若两个整数a、b被自然数m除有相同的余数,那么称a、b对于模m同余,用式子表示为:a≡b ( mod m ),左边的式子叫做同余式。
同余式读作:a同余于b,模m。
由同余的性质,我们可以得到一个非常重要的推论:若两个数a,b除以同一个数m得到的余数相同,则a,b的差一定能被m整除用式子表示为:如果有a≡b ( mod m ),那么一定有a-b=mk,k是整数,即m|(a-b)三、弃九法原理:在公元前9世纪,有个印度数学家名叫花拉子米,写有一本《花拉子米算术》,他们在计算时通常是在一个铺有沙子的土板上进行,由于害怕以前的计算结果丢失而经常检验加法运算是否正确,他们的检验方式是这样进行的:++++=例如:检验算式12341898189226789671789028899231234除以9的余数为11898除以9的余数为818922除以9的余数为4678967除以9的余数为7178902除以9的余数为0这些余数的和除以9的余数为2而等式右边和除以9的余数为3,那么上面这个算式一定是错的。
五年级奥数:孙子问题与中国剩余定理五年级奥数:孙子问题与中国剩余定理快乐老师整理秦朝末年,楚汉相争。
一次,韩信将1500名将士与楚王大将李锋交战。
苦战一场,楚军不敌,败退回营,汉军也死伤四五百人,于是韩信整顿兵马也返回大本营。
当行至一山坡,忽有后军来报,说有楚军骑兵追来。
只见远方尘土飞扬,杀声震天。
汉军本来已十分疲惫,这时队伍大哗。
韩信兵马到坡顶,见来敌不足五百骑,便急速点兵迎敌。
他命令士兵3人一排,结果多出2名;接着命令士兵5人一排,结果多出3名;他又命令士兵7人一排,结果又多出2名。
韩信马上向将士们宣布:我军有1073名勇士,敌人不足五百,我们居高临下,以众击寡,一定能打败敌人。
汉军本来就信服自己的统帅,这一来更相信韩信是“神仙下凡”、“神机妙算”。
于是士气大振。
一时间旌旗摇动,鼓声喧天,汉军步步进逼,楚军乱作一团。
交战不久,楚军大败而逃。
在一千多年前的《孙子算经》中,有这样一道算术题:“今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”按照今天的话来说:一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求这个数.这样的问题,也有人称为“韩信点兵”.它形成了一类问题,也就是初等数论中解同余式.这类问题的有解条件和解的方法被称为“中国剩余定理”,这是由中国人首先提出的.例1、一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求符合条件的最小数.解:(1)先列出除以3余2的数:2, 5, 8, 11, 14, 17,20, 23, 26,…,(2)再列出除以5余3的数:3, 8, 13, 18, 23, 28,….这两列数中,首先出现的公共数是8。
3与5的最小公倍数是15.两个条件合并成一个就是8+15×整数,(3)列出这一串数是8, 23, 38,…,(4)再列出除以7余2的数 2, 9, 16, 23, 30,…,就得出符合题目条件的最小数是23.例2、有一个数,除以3余2,除以4余1,问这个数除以12余几?解:(1)除以3余2的数有:2, 5, 8, 11,14, 17, 20,23….(2)除以4余1的数有:1,5,9,13,17,21,25,29,….(3)这两列数中,首先出现的公共数是5。
余数问题是数论知识板块中另一个内容丰富,题目难度较大的知识体系,也是各大杯赛小升初考试必考的奥数知识点,所以学好本讲对于学生来说非常重要。
许多孩子都接触过余数的有关问题,并有不少孩子说“遇到余数的问题就基本晕菜了!”余数问题主要包括了带余除法的定义,三大余数定理(加法余数定理,乘法余数定理,和同余定理),及中国剩余定理和有关弃九法原理的应用。
一、带余除法的定义及性质一般地,如果a 是整数,b 是整数(b ≠0),若有a ÷b =q ……r ,也就是a =b ×q +r , 0≤r <b ;我们称上面的除法算式为一个带余除法算式。
这里:(1)当0r =时:我们称a 可以被b 整除,q 称为a 除以b 的商或完全商(2)当0r ≠时:我们称a 不可以被b 整除,q 称为a 除以b 的商或不完全商 一个完美的带余除法讲解模型: 如图这是一堆书,共有a 本,这个a 就可以理解为被除数,现在要求按照b 本一捆打包,那么b 就是除数的角色,经过打包后共打包了c 捆,那么这个c 就是商,最后还剩余d 本,这个d 就是余数。
这个图能够让学生清晰的明白带余除法算式中4个量的关系。
并且可以看出余数一定要比除数小。
二、三大余数定理:1.余数的加法定理a 与b 的和除以c 的余数,等于a ,b 分别除以c 的余数之和,或这个和除以c 的余数。
例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23+16=39除以5的余数等于4,即两个余数的和3+1.当余数的和比除数大时,所求的余数等于余数之和再除以c 的余数。
例如:23,19除以5的余数分别是3和4,所以23+19=42除以5的余数等于3+4=7除以5的余数,即2。
知识点拨教学目标5-6余数问题a与b的乘积除以c的余数,等于a,b分别除以c的余数的积,或者这个积除以c所得的余数。
例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23×16除以5的余数等于3×1=3。
一、中国剩余定理——中国古代趣题1) 趣题一中国数学名著《孙子算经》里有这样的问题:“今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何?”答曰:“二十三。
”此类问题我们可以称为“物不知其数”类型,又被称为“韩信点兵”。
韩信点兵又称为中国剩余定理,相传汉高祖刘邦问大将军韩信统御兵士多少,韩信答说,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……。
刘邦茫然而不知其数。
我们先考虑下列的问题:假设兵不满一万,每5人一列、9人一列、13人一列、17人一列都剩3人,则兵有多少?首先我们先求5、9、13、17之最小公倍数9945(注:因为5、9、13、17为两两互质的整数,故其最小公倍数为这些数的积),然后再加3,得9948(人)。
孙子算经的作者及确实著作年代均不可考,不过根据考证,著作年代不会在晋朝之后,以这个考证来说上面这种问题的解法,中国人发现得比西方早,所以这个问题的推广及其解法,被称为中国剩余定理。
中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem )在近代抽象代数学中占有一席非常重要的地位。
2) 趣题二我国明朝有位大数学家叫程大位,他在解答“物不知其数”问题(即:有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?)时用四句诗概括出这类问题的优秀解法:“三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,七子团圆正月半,除百零五便得知.”这首诗就是解答此类问题的金钥匙,它被世界各国称为“中国剩余定理”(Chinese Remainder Theorem ),是我国古代数学的一项辉煌成果.诗中的每一句话都表示一个步骤:三人同行七十稀,是说除以3所得的余数用70乘. 五树梅花廿一枝,是说除以5所得的余数用21乘. 七子团圆正月半,是说除以7所得的余数用15乘.除百零五便得知,是说把上面乘得的3个积加起来,减去105的倍数,减得差就是所求的数. 此题的中国剩余定理的解法是:用70乘3除所得的余数,21乘5除所得的余数,15乘7除所得知识框架中国剩余定理及弃九法的余数,把这3个结果加起来,如果它大于105,则减去105,所得的差如果仍比105大,则继续减去105,最后所得的整数就是所求.也就是270321215233⨯+⨯+⨯=,233105128-=,12810523-=为什么70,21,15,105有此神奇效用?70,21,15,105是从何而来?先看70,21,15,105的性质:70被3除余1,被5,7整除,所以70a 是一个被3除余a 而被5与7整除的数;21是5除余1,被3与7整除的数,因此21b 是被5除余b ,被3与7整除的数;同理15c 是被7除余c ,被3、5整除的数,105是3,5,7的最小公倍数.也就是说,702115a b c ++是被3除余a ,被5除余b ,被7除余c 的数,这个数可能是解答,但不一定是最小的,因此还要减去它们的公倍数.了解了“剩余定理”的秘密后,对类似于上面的题目,我们都可以用中国剩余定理来解答. 3) 核心思想和方法对于这一类问题,我们有一套看似繁琐但是一旦掌握便可一通百通的方法,下面我们就以《孙子算经》中的问题为例,分析此方法:今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何?题目中我们可以知道,一个自然数分别除以3,5,7后,得到三个余数分别为2,3,2.那么我们首先构造一个数字,使得这个数字除以3余1,并且还是5和7的公倍数。
谈“中国剩余定理”小学解法谈“中国剩余定理”小学解法前问题解答中所涉题目属于“中国剩余定理”,也称为鬼谷算,还叫隔墙算,或称为韩信点兵等。
“中国剩余定理”是公元5-6世纪、我国南北朝时期的一部著名算术著作《孙子算经》中的一个“物不知数”的解法问题:今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二。
问物几何?答曰:二十三。
解法后来归结为口诀诗:三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,七子团圆月正半,除百零五便得知。
这诗的口诀的解法是:用3除所得的余数乘上70,加上用5除所得余数乘以21,再加上用7除所得的余数乘上15,结果大于105就减去105的倍数,这样就得到所求的数。
如上题解:70×2+21×3+15×2=233, 233-105×2=23但这种解法比较局限,只能是除以3,5,7的,其它的就无法解。
“中国剩余定理”实质是初等数论解一元一次同余式方程组,按小学培优是不定方程组,这对于小学生来讲,无疑过于深奥和复杂。
所以小学涉及到的题目往往比较特殊,因而可以分类使用特殊简单的方法解答。
当然一般复杂的也可使用稍复杂的通解,现整理如下:第一类:余数相同或除数与余数的差相同,那么解答的方法是:除数的公倍数加上相同余数或除数的公倍数减去相同的除数与余数的差。
再根据要求加,减公倍数。
如:题1,一个数在100到200之间,除以3余2,除以5余2,除以7余2,这个数是几?解,最小是2,加上(3,5,7)的公倍数105得2+105=107.题2,一个数一个数在100到200之间,除以3余2,除以5余4,除以7余6,这个数是几?解,3-2,5-4,7-6的差是1,所以(3,5,7)的公倍数105减去1得105-1=104昨天问题解答题:一列队伍中的人数比20多,比30少。
按1,2,3,4报数,最后一个人报3,按1,2,3报数,最后一个人报2。
这列队伍的人数是多少?解,差是1,在20到30之间,4和3的公倍数24减1 得24-1=23第二类,部分同第一类,分两步,先按第一类解答出第一步,在试算出第二步。
一、 中国剩余定理——中国古代趣题1) 趣题一中国数学名著《孙子算经》里有这样的问题:“今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何?”答曰:“二十三。
”此类问题我们可以称为“物不知其数”类型,又被称为“韩信点兵”。
韩信点兵又称为中国剩余定理,相传汉高祖刘邦问大将军韩信统御兵士多少,韩信答说,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……。
刘邦茫然而不知其数。
我们先考虑下列的问题:假设兵不满一万,每5人一列、9人一列、13人一列、17人一列都剩3人,则兵有多少?首先我们先求5、9、13、17之最小公倍数9945(注:因为5、9、13、17为两两互质的整数,故其最小公倍数为这些数的积),然后再加3,得9948(人)。
孙子算经的作者及确实著作年代均不可考,不过根据考证,著作年代不会在晋朝之后,以这个考证来说上面这种问题的解法,中国人发现得比西方早,所以这个问题的推广及其解法,被称为中国剩余定理。
中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem )在近代抽象代数学中占有一席非常重要的地位。
2) 趣题二我国明朝有位大数学家叫程大位,他在解答“物不知其数”问题(即:有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?)时用四句诗概括出这类问题的优秀解法: “三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,七子团圆正月半,除百零五便得知.”这首诗就是解答此类问题的金钥匙,它被世界各国称为“中国剩余定理”(Chinese Remainder Theorem ),是我国古代数学的一项辉煌成果.诗中的每一句话都表示一个步骤:三人同行七十稀,是说除以3所得的余数用70乘.五树梅花廿一枝,是说除以5所得的余数用21乘.七子团圆正月半,是说除以7所得的余数用15乘.除百零五便得知,是说把上面乘得的3个积加起来,减去105的倍数,减得差就是所求的数. 此题的中国剩余定理的解法是:用70乘3除所得的余数,21乘5除所得的余数,15乘7除所得知识框架中国剩余定理及弃九法去105,最后所得的整数就是所求.也就是270321215233-=⨯+⨯+⨯=,233105128-=,12810523为什么70,21,15,105有此神奇效用?70,21,15,105是从何而来?先看70,21,15,105的性质:70被3除余1,被5,7整除,所以70a是一个被3除余a而被5与7整除的数;21是5除余1,被3与7整除的数,因此21b是被5除余b,被3与7整除的数;同理15c是被7除余c,被3、5整除的数,105是3,5,7的最小公倍数.也就是说,702115++是a b c被3除余a,被5除余b,被7除余c的数,这个数可能是解答,但不一定是最小的,因此还要减去它们的公倍数.了解了“剩余定理”的秘密后,对类似于上面的题目,我们都可以用中国剩余定理来解答.3)核心思想和方法对于这一类问题,我们有一套看似繁琐但是一旦掌握便可一通百通的方法,下面我们就以《孙子算经》中的问题为例,分析此方法:今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何?题目中我们可以知道,一个自然数分别除以3,5,7后,得到三个余数分别为2,3,2.那么我们首先构造一个数字,使得这个数字除以3余1,并且还是5和7的公倍数。
先由5735⨯=,即5和7的最小公倍数出发,先看35除以3余2,不符合要求,那么就继续看5和7的“下一个”倍数35270⨯=是否可以,很显然70除以3余1类似的,我们再构造一个除以5余1,同时又是3和7的公倍数的数字,显然21可以符合要求。
最后再构造除以7余1,同时又是3,5公倍数的数字,45符合要求,那么所求的自然数可以这样计算:⨯+⨯+⨯±=-,其中k是自然数。
270321245[3,5,7]233[3,5,7]k k也就是说满足上述关系的数有无穷多,如果根据实际情况对数的范围加以限制,那么我们就能找到所求的数。
例如对上面的问题加上限制条件“满足上面条件最小的自然数”,那么我们可以计算2703212452[3,5,7]23⨯+⨯+⨯-⨯=得到所求如果加上限制条件“满足上面条件最小的三位自然数”,我们只要对最小的23加上[3,5,7]即可,即23+105=128。
二、弃九法原理在公元前9世纪,有个印度数学家名叫花拉子米,写有一本《花拉子米算术》,他们在计算时通常是在一个铺有沙子的土板上进行,由于害怕以前的计算结果丢失而经常检验加法运算是否正确,他们的检验方式是这样进行的:例如:检验算式1234189818922678967178902889923++++=1234除以9的余数为11898除以9的余数为818922除以9的余数为4678967除以9的余数为7178902除以9的余数为0这些余数的和除以9的余数为2而等式右边和除以9的余数为3,那么上面这个算式一定是错的。
上述检验方法恰好用到的就是我们前面所讲的余数的加法定理,即如果这个等式是正确的,那么左边几个加数除以9的余数的和再除以9的余数一定与等式右边和除以9的余数相同。
而我们在求一个自然数除以9所得的余数时,常常不用去列除法竖式进行计算,只要计算这个自然数的各个位数字之和除以9的余数就可以了,在算的时候往往就是一个9一个9的找并且划去,所以这种方法被称作“弃九法”。
所以我们总结出弃九发原理:任何一个整数模9同余于它的各数位上数字之和。
以后我们求一个整数被9除的余数,只要先计算这个整数各数位上数字之和,再求这个和被9除的余数即可。
利用十进制的这个特性,不仅可以检验几个数相加,对于检验相乘、相除和乘方的结果对不对同样适用例如:检验算式9+9=9时,等式两边的除以9的余数都是0,但是显然算式是错误的但是反过来,如果一个算式一定是正确的,那么它的等式2两端一定满足弃九法的规律。
这个思想往往可以帮助我们解决一些较复杂的算式迷问题。
注意:弃九法只能知道原题一定是错的或有可能正确,但不能保证一定正确。
【例 1】 将1至2008这2008个自然数,按从小到大的次序依次写出,得一个多位数:1234567891011121320072008,试求这个多位数除以9的余数.【巩固】 连续写出从1开始的自然数,写到2009时停止,得到一个多位数:123456789101119992000,请说明:这个多位数除以3,得到的余数是几?为什么?重难点例题精讲【例2】将12345678910111213......依次写到第2013个数字,组成一个2013位数,那么此数除以9的余数是________.【巩固】有2个三位数相乘的积是一个五位数,积的后四位是7037,第一个数各个位的数字之和是16,第二个数的各个位数字之和是8,求两个三位数的和。
【例3】设20132013的各位数字之和为A,A的各位数字之和为B,B的各位数字之和为C,那么C=【巩固】3个三位数乘积的算式234235286⨯⨯=(其中a b cabc bca cab>>),在校对时,发现右边的积的数字顺序出现错误,但是知道最后一位6是正确的,问原式中的abc是多少?【例4】一个小于200的数,它除以11余8,除以13余10,这个数是几?【巩固】求满足下列条件的最小自然数:用3除余2,用5除余1,用7除余1。
【例5】5年级3班同学上体育课,排成3行少1人,排成4行多3人,排成5行少1人,排成6排多5人,问上体育课的同学最少____人。
【巩固】有一个自然数,除以2余1,除以3余2,除以4余3,除以5余4,除以6余5,则这个数最小是。
【例6】小朋友们要做一次“动物保护”宣传活动,若1人拿3个动物小玩具,则最后余下2个动物小玩具;若1人拿4个动物小玩具,则最后余下3个动物小玩具;若1人拿5个动物小玩具,则最后余下4动物小玩具。
那么这次活动中小朋友至少拿了______个动物小玩具。
【巩固】有一批图书总数在1000本以内,若按24本书包成一捆,则最后一捆差2本;若按28本书包成一捆,最后一捆还是差2本书;若按32本包一捆,则最后一捆是30本.那么这批图书共有本.【例7】一个自然数被7,8,9除的余数分别是1,2,3,并且三个商数的和是570,求这个自然数.【巩固】数119很奇特:当被2除时,余数为1;当被3除时,余数为2;当被4除时,余数为3;当被5除时,余数为4;当被6除时,余数为5.问:具有这种性质的三位数还有几个?【例8】“民间流传着一则故事——‘韩信点兵’.秦朝末年,楚汉相争.一次,韩信将1500名将士与楚王大将李锋交战.苦战一场,楚军不敌,败退回营,汉军也死伤四五百人.忽有后军来报,说有楚军骑兵追来,韩信便急速点兵迎敌.他命令士兵3人一排,结果多出2名;接着命令士兵5人一排,结果多出3名;他又命令士兵7人一排,结果又多出2名.韩信马上向将士们宣布:我军有1073名勇士,敌人不足五百,我们居高临下,以众击寡,一定能打败敌人.”根据故事中的条件,【巩固】一个数除以3、5、7、11的余数分别是2、3、4、5,求符合条件的最小的数.【例9】有一个数,除以3余2,除以4余1,问这个数除以12余几?【巩固】有两个数字,甲:除以5余3,除以6余4,除以7余1:乙:除以5余3,除以6余4,除以7余1,除以15余?,当"?"取几的时候乙数是存在的,说明理由。
【例 10】 有5000多根牙签,可按6种规格分成小包.如果10根一包,那么最后还剩9根.如果9根一包,那么最后还剩8根.第三、四、五、六种的规格是,分别以8,7,6,5根为一包,那么最后也分别剩7,6,5,4根.原来一共有牙签多少根?【巩固】 五只猴子找到一堆桃子,怎么也平分不了,于是大家同意去睡觉,明天再说。
夜里,一只猴子偷偷起来,吃掉一只桃子,剩下的桃子正好平分五等份,它拿走自己的一份,然后去睡觉;第二只猴子起来,也吃掉一只桃子,剩下的桃子也正好分成五等份,它也拿走了自己的一份,然后去睡觉。
第三、四、五只猴子也都这样做。
问:最初至少有______个桃子。
【随练1】 有一群猴子正要分56个桃子.每只猴子可以分到同样个数的桃子。
这时.又窜来4只猴子。
只好重新分配,但要使每只猴子分到同样个数的桃子,必须扔掉一个桃子.则最后每只猴子分到桃子___个。
课堂检测【随练2】 小朋友们做游戏,若3人分成一组,则最后余下2人;若4人分成一组,则最后余下3人;若5人分成一组,则最后余下4人。
那么一起做游戏的小朋友至少有 人。
【随练3】 有连续的三个自然数a 、1a +、2a +,它们恰好分别是9、8、7的倍数,求这三个自然数中最小的数至少是多少?【作业1】 求2007200720072007 (2007)个除以9、99、999、的余数分别是多少?家庭作业【作业3】求满足下列条件的最小自然数:用3除余1,用5除余2,用7除余2。