小学奥数韩信点兵典型例题和解题思路
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第二十三讲:韩信巧点兵例1.一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求满足条件的最小数。
例2.有一队少先队员,一至三报数余2人,一至五报数余3人,一至七报数余4人。
这队少先队员有多少人?例3.有一筐鸡蛋,每次取出5只,最后还剩3只;每次取出6只,最后还剩2只;每次取出其不7只,最后还剩1只。
这筐鸡蛋至少有多少只?例4.在1000以内,除以4余3,除以5余2,除以7余4,的最大数是几?例5.在1000以内,除以5余3,除以7余6,除以9余7的数有多少个?例6.一个三位数,除以7余1,除以8余2,除以9余3,求该数。
例7.我国古代算术中有一道“韩信点兵”的题:有卫兵若干,列成五行纵队,末行一人;列成六行纵队,末行五人;列成七行纵队,末行四人;列成十一行纵队,末行十人。
求至少有卫兵多少人?例8.一个数被2除余a, 被3除余b, 被5除余c, 被7除余d.这个数最少是多少?第二十三讲:韩信巧点兵练习姓名_____________ 2011.7.8 1.一个数被3除余2, 除以5余4,除以7余5,求适合条件的最小数。
2.有一箱橘子,每次取出3只,最后还剩1只;每次取出5只,最后还剩2只;每次取出7只,最后还剩3只。
这箱橘子至少有多少只?3.在2000~5000之间,除以3余1,除以5余3,除以7余4的数有多少个?4.有兵100多人,如排成三列不多也不少,如排成五列则少2人;如排成七列则少4人。
一共有多少人?5.七数剩一,八数剩二,九数剩四,问本数。
(杨辉《续古摘奇算法》)6.召开学生座谈会,每组五人则多1人,每组六人则多2人,每组七人则缺4人,至少有学生多少人?7.水果箱内有苹果若干只,每次取出3只,最后还剩1只;每次取出5只或八只,最后都剩4只;水果箱里至少有苹果多少只?8.把几十个苹果平均分成若干份,每份9个余8个,每份8个余7个,每份4个余3个。
这堆苹果共有多少个?9.有一堆棋子,三个三个地数,最后还剩二个;十三个十三个地数,最后还剩三个;十九个十九个地数,最后还剩五个。
韩信点兵解法韩信点兵是一个有趣的猜数游戏。
如果你随便拿一把蚕豆(数目约在100粒左右),先3粒3粒地数,直到不满3粒时,把余数记下来;第二次再5粒5粒地数,最后把余数记下来;第三次是7粒一数,把余数记下来。
然后根据每次的余数,就可以知道你原来拿了多少粒蚕豆了。
不信的话,你还可以试验一下。
例如,假如3粒一数余1粒,5粒一数余2粒,7粒一数余2粒,那么,原有蚕豆有多少粒呢?这类题目看起来是很难计算的,可是我国古时候却流传着一种算法,名称也很多,宋朝周密叫它“鬼谷算”,又名“隔墙算”;杨辉叫它“剪管术”;而比较通行的名称是“韩信点兵”。
最初记述这类算法的是一本名叫《孙子算经》的书,后来在宋朝经过数学家秦九韶的推广,又发现了一种算法,叫做“大衍求一术”。
这在数学史上是极有名的问题,外国人一般把它称为“中国剩余定理”。
至于它的算法,在《孙子算经》上就已经有了说明,而且后来还流传着这么一道歌诀:三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,七子团圆正半月,除百零五便得知。
这就是韩信点兵的计算方法,它的意思是:凡是用3个一数剩下的余数,将它用70去乘(因为70是5与7的倍数,而又是以3去除余1的数);5个一数剩下的余数,将它用21去乘(因为21是3与7的倍数,又是以5去除余1的数);7个一数剩下的余数,将它用15去乘(因为15是3与5的倍数,又是以7去除余1的数),将这些数加起来,若超过105,就减掉105,如果剩下来的数目还是比105大,就再减去105,直到得数比105小为止。
这样,所得的数就是原来的数了。
根据这个道理,你可以很容易地把前面的五个题目列成算式:1×70+2×21+2×15-105 =142-105 =37 因此,你可以知道,原来这一堆蚕豆有37粒。
1900年,德国大数学家大卫·希尔伯特归纳了当时世界上尚未解决的最困难的23个难题。
后来,其中的第十问题在70年代被解决了,这是近代数学的五个重大成就。
二韩信点兵例1我们先考虑以下的问题: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〕。
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:除以3余2的数有:2,5,8,11,14,17,20,23….它们除以12的余数是:2,5,8,11,2,5,8,11,….除以4余1的数有:1,5,9,13,17,21,25,29,….它们除以12的余数是:1,5,9,1,5,9,….一个数除以12的余数是唯一的.上面两行余数中,只有5是共同的,因此这个数除以12的余数是5.如果我们把问题改变一下:有一个数,除以3余2,除以4余1,问这个数是几?不求被12除的余数,而是求这个数是几?.很明显,这个数最小是5,满足条件的数是很多的,它们是5+12×n (n=0,1,2,3…),事实上,我们首先找出5后,注意到12是3,4的最小公倍数,再加上12的整数倍,就都是满足条件的数.这样就是把“除以3余2,除以4余1”两个条件合并成“除以12余5”一个条件.题目中提出的条件有三个,我们可以先把两个条件合并成一个.然后再与第三个条件合并,就可找到答案.例3秦朝末年,楚汉相争.韩信帅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人,敌人不足五百,我们居高临下,以众击寡,一定能打败敌人。
韩信点兵例今有物不知其数,凡三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?意思为:一个数除以3余2,,除以5余3,除以7余2,求适合这个条件的最小数。
解答方法一:先分别求出能被5和7整除而被3除余1的数(70),能被3和7整除而被5除余1的数(21),能被3和5整除而被7除余1的数(15),然后用原题中被3、5、7除所得的余数2、3、2分别去乘70、21、15,再把所得的积相加。
70×2+21×3+15×2=233例1一个数除以3余2,,除以5余2,除以7余4,求适合这个条件的最小数。
例2一个数除以5余3,,除以6余4,除以7余1,求适合这个条件的最小数。
解答方法二[6、7]=42 而42÷5余2 并且2×(4)=8 8÷5余3 所以取42×4=168[5、7]=35 而35÷6余5 并且5×(2)=10 10÷6余4 所以取35×2=70[5、6]=30 而30÷7余2 并且2×(4)=8 8÷7余1 所以取30×4=120168+70+120=358 而[5、6、7]=210 358—210=148 所以:适合条件的数为148。
例3 篮子里有鸡蛋若干只,每次取出3只,最后剩1只;每次取出5只,最后剩2只;每次取出7只,最后剩3只;问篮子里至少有多少只鸡蛋?例4 一个自然数被7、8、9除分别余1、2、3,并且三个商数的和使570,求这个自然数。
例5 有一个数,除以3余数是2,除以4余数是1,这个数除以12余数是几?例6 卫兵一队列成5行纵队,末行1人;列成6行纵队,末行5人;列成7行纵队,末行4人;列成11行纵队,末行10人;求兵数。
课后练习:1 一个数除以3余2,,除以5余3,除以7余4,求适合这个条件的最小数。
2 一筐苹果,三三数之余一,四四数之余三,五五数之不足一只,这筐苹果最少有几只?3 召开学生座谈会,每组5人则多1人,每组6人则多2人,每组7人则多3人,问至少有多少个学生?4 某班学生若4人一组多1人,5人一组正好分,6人一组少3人,这个班最少有几人?5 用一辆卡车运货,如果每次运9袋余1袋,如果每次运8袋余3袋,如果每次运7袋余2袋,问这批货物至少有多少袋?6 今有物不知其数,九九数之,八八数之,七七数之……三三数之,二二数之皆余一,问物至少几何?7 篮子里有鸡蛋若干只,每次取出3只,最后剩2只;每次取出5只,最后剩3只;每次取出7只,最后剩1只;问篮子里至少有多少只鸡蛋?8 有铅笔若干支,若按12支一扎多11支,按15支一扎多14支,原有铅笔多少支?9 箩筐里有一批橘子,三个三个一数余一个,五个五个一数余四个,七个七个一数余二个,箩筐里原有多少个橘子?10 一个数除以5余数是2,除以3余数是1,这个数除以15余数是几?11 一排吊灯,3个3个的数剩2个,4个4个的数剩3个,6个6个的数剩5个,这排吊灯至少有几个?12 某数被2、3、4、5、6除都余1,正好被7整除,求符合条件的最小数。
穷举法—韩信点兵1. 问题描述:韩信点兵。
韩信有⼀队兵,他想知道有多少⼈,便让⼠兵排队报数。
按从1⾄ 5报数,最末⼀个⼠兵报的数为1;按从1⾄6报数,最末⼀个⼠兵报的数为5;按从 1⾄ 7报数,最末⼀个⼠兵报的数为 4;按从 1⾄ 11报数,最末⼀个⼠兵报的数为 10。
你知道韩信⾄少有多少兵吗?2、【算法思想】设兵数为x,则按题意x应满⾜下述关系式:x%5 ==1 && x%6==5 &&x %7==4 && x%11==10采⽤穷举法对x从 1开始试验,可得到韩信⾄少有多少兵。
3、代码实战:穷举法,设置标志find#include<stdio.h>#include "stdlib.h"int main( ){int x =1;int find = 0; /*设置找到标志为假*/while (!find){if (x % 5 == 1 && x % 6 == 5 && x % 7 == 4 && x % 11 == 10){find = 1;}x++;printf(" x = %d\n", x);}system("pause"); /*解决快闪问题*/}运⾏结果:(运⾏结果是从1—找到的最⼩数)4、其他代码:goto1 #include<stdio.h>2 #include "stdlib.h"3int main( )4 {5int x ;6for(x=1; ;x++)7 {8if(x % 5 == 1 && x % 6 == 5 && x % 7 == 4 && x % 11 == 10 ) 9 { printf("最⼩值是x= %d\n ",x);10goto end;11 }12 }13 end:;14 system("pause");15 }break语句执⾏代码1 #include<stdio.h>2 #include "stdlib.h"3int main( )4 {5int x ;6for(x=1; ;x++)7 {8if(x % 5 == 1 && x % 6 == 5 && x % 7 == 4 && x % 11 == 10 ) 9 { printf("最⼩值是x= %d\n ",x);10break;11 }12 }1314 system("pause");15 }结果相同,不再赘述。
[阅读材料]世界名题与小升初之:韩信点兵问题在各类竞赛中,各类小升初考试中相关的世界名题出现的概率极高,这是由小升初与数学竞赛的特点决定,这特点便是:知识性,趣味性,思想性相结合。
例1: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),然後再加3,得9948(人)这个数就满足要求。
韩信点兵问题,是后人对物不知其数问题的一种故事化。
这个问题俗为[韩信点兵],又叫做「秦王暗点兵」、「鬼谷算」、「隔墙算」、「剪管术」、「神奇妙算」、「大衍求一术」等等),它属于数论(Number theory) 中的「不定方程问题」(Indeterminate equations)。
例2:物不知其数问题出自一千六百年前我国古代数学名著《孙子算经》。
在《孙子算经》里(共三卷,据推测约成书于公元400年左右),下卷的第26题,就是鼎鼎有名的「孙子问题」原题为:"今有物不知其数,三三数之二,五五数之三,七七数之二,问物几何?"这道题的意思是:有一批物品,不知道有几件。
如果三件三件地数,就会剩下两件;如果五件五件地数,就会剩下三件;如果七件七件地数,也会剩下两件。
问:这批物品共有多少件?变成一个纯粹的数学问题就是:有一个数,用3除余2,用5除余3,用7除余2。
求这个数。
这个问题很简单:用3除余2,用7除也余2,所以用3与7的最小公倍数21除也余2,而用21除余2的数我们首先就会想到23;23恰好被5除余3,所以23就是本题的一个答案。
这个问题之所以简单,是由于有被3除和被7除余数相同这个特殊性。
韩信点兵问题的初等解法
“韩信点兵”的由来
据说有一次韩信出兵千余人打仗,让军士清点人数,军士回报说:士兵们站3人一排,多出2人;站5人一排,多出4人;站7人一排,多出6人。
韩信稍加思索就得到了准确的士兵数量:1049人。
这个小故事就成为了“韩信点兵”问题的由来了。
事实上,早在《孙子算经》当中就曾经出现过类似的问题:
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?
用“韩信点兵”的表达方式就是:每3个士兵站一排,那么就多出来2个人;每5个士兵站一排,就多出来3个人;每7个士兵站一排,就多出来2个人。
那么士兵总共有多少人?
大家可以发现这两道题的相似之处了吧,这就是“韩信点兵”问题通常的题目结构,在数学上属于初等数论当中的“解同余式”问题。
“韩信点兵”的解题思路
通常我们接触到的这类题目都会出现3个左右的同余式。
我们简单的解题技巧就是两两处理已知条件。
实际上对于这个问题是可以利用口诀进行解题的,即:
三人同行七十稀,五树梅花二十一。
七子团圆正半月,除百零五便得知。
这个口诀其实是针对《孙子算经》中那道题目的一个通用解题规则的,四句话意思是:
三人同行七十稀:将除以3的余数乘以70
五树梅花二十一:将除以5的余数乘以21
七子团圆正半月:将除以7的余数乘以15(正半月即15)
除百零五便得知:将以上三个数字相加,求得这个和除以105的余数。
这样就很容易知道《孙子算经》当中所要求的数为23了。
韩信点兵类型题解题思路题目:站队:如:每队3人多2人,每队5人多4人,每队7人多5人,最少有多少人?如果在1000——1200人之间,这个数是多少?分物体:如:2个2个地分多1个,5个5个地分多3个,9个9个地分多6个,最少多少个?如果在200——400个之间,这个数是多少?等类似题思路:总的数除以A,余几(A′);除以B,余几(B′);除以C,余几(C′)方法:1、首先找被A和B整除(也就是AB的最小公倍数),被C 除余1 的数是多少,以AB乘积翻倍去找,直到找到满足被C 除余1用这个数×C′=D2、再找被A和C整除(也就是AC的最小公倍数),被B除余1 的数是多少,以AC乘积翻倍去找,直到找到满足被B除余1用这个数×B′=E3、再找被B和C整除(也就是BC的最小公倍数),被A除余1 的数是多少,以BC乘积翻倍去找,直到找到满足被A除余1用这个数×A′=F4、找ABC最小公倍数是多少(G)5、(D+E+F)÷G=H……KK就是这题的答案(最少的这个数),如果指定在某一范围内,则用G(ABC的最小公倍数)乘以整数倍后加上K(保证得数在指定的范围内的数),就是答案。
例题:一堆苹果,每次拿3个最后剩余2,每次拿7个最后剩3个,每次拿8个最后剩5个,问这堆苹果最少是多少?如果个数在800到1000之间,这堆苹果是多少个?解答:1、首先找被3和7整除(21),被8 除余1 的数(21、42、63、84、105……)是105 105×5=5252、被3和8整除(24),被7除余1 的数是(24、48、72、96、120……)是120120×3=3603、被7和8整除(56),被3除余1 的数是(56、112……)是112112×2=2244、3和7和8两两互质的整数故其最小公倍数是168(525+360+224)÷168=6 (101)101就是最少的苹果数。
韩信点兵算法及其原理【问题】求最小非负整数N,使他在除以3,5,7以后所得余数分别是a,b,c。
【韩信点兵法的口诀】三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,七子团圆整半月,除百零五便得知。
【韩信点兵法口诀的释义】前三句意思较为明确,假如说一个非负整数N,在除以3,5,7以后所得余数分别是a,b,c。
那么70a+21b+15c 一定是符合题意要求的数。
第四句“除”字作“减”字解。
因为符合要求的最小数N必满足0≤N<105,但是70a+21b+15c 却有可能大于105,甚至大于210,所以还不一定是符合要求的最小数。
那么当他大于或等于105时,还必须减去105,可能还要再减去105,直到比105小为止,才可以得到符合题意要求的最小数。
【说明】这里105是3,5,7的最小公倍数,70a+21b+15c + 105k 也一定满足“除以3,5,7以后所得余数分别是a,b,c”。
【例如】a=b=c=2,70a+21b+15c=212,70a+21b+15c-105=107>105。
而符合题意要求的最小数是 2,即 212-105-105=2.【再如】a=2,b=4,c=6,70a+21b+15c=314,314-105=209>105。
而符合题意要求的最小数是 104,即 314-105-105=104.【韩信点兵法口诀的原理】①能被5,7除尽数是35k,其中k=2,即70除3正好余1,70a 除3正好余a。
②能被3,7除尽数是21k,其中k=1,即21除5正好余1,21b 除5正好余b。
③能被3,5除尽数是15k,其中k=1,即15除7正好余1,15c 除7正好余c。
这样——根据①可知 70a+21b+15c 除3正好余a。
根据②可知 70a+21b+15c 除5正好余b。
根据③可知 70a+21b+15c 除7正好余c。
【韩信点兵法口诀的局限性】只适宜于如题所示的一个极为特殊的问题,要推广到同类问题必须另行制作口诀(即公式)。
小学奥数韩信点兵典
型例题和解题思路Revised on November 25, 2020
韩信点兵典型例题与解题思路
一、基本原理:
⏹a÷b...r 表示方式b|(a-r),b|(a+b-r),其中r为余数,减去余数就
可以整除;b-r意味着如果再补这么多数据,就可以整除。
如10÷
3=3...1。
如余数为1,10-1=9,可以整除;1缺少2,如果补3-1=2,就可以整除,也就是10+2可以整除。
⏹m|a,n|a,p|a,相当于【m,n,p】|a
(1)A÷3...1;A÷4...1;A÷6...1 【3,4,6】|(A-1)---A-1=12K---A=12K+1
(2)A÷3...2;A÷4...3;A÷6...5;补数相同为1,【3,4,6】|(A+1)---A+1=12K---A=12K-1
二、基本规律
1)减同余
若a÷m...r;a÷n...r;则【m,n】|(a-r)
2)加同补(补数,除数-余数)
若a÷m...r1;a÷n...r2;且m-r1=n-r2则【m,n】|(a+m-r)
3)逐级满足
(1)A÷3 (2)
(2)A÷5 (3)
由(2)得A-3=5K A=5K+3 (3)
将(3)代入(1),的(5K+3)÷3 (2)
3|(5K+3-2)
3|(3K+2K+1)
3|(2K+1) K最小为1
A=5×1+3=8
三、例题
例1、一个大于10的自然数除以4余3,除以6余3,则这个数最小为多少解:A÷4...3 A÷6...3----------[4,6]|(A-3)
A-3 = 12K A=12K+3 K=1,A=15
例2、一百多个苹果,3个3个数多2个,5个5个数剩2个,7个7个数缺5个,则苹果有多少个!
解:A÷3...3 A÷5...2 A÷7...2----------[3,5,7]|(A-2)
A-2= 105K A=105K+2,当K=1,A=107
例3、一个自然数除以6余2,除以8余4,这个数最小为多少解:A÷6...2 A÷8...4------------【6,8】|(A+4)
A+4 =24K A=24K+4
当K=1时,A=24×1-4=20
例4,一个自然数除以7余1,除以9余2,这个自然数最小为多少(1)A÷7 (1)
(2)A÷9 (2)
由(2)得 A=9K+2 (3)
将(3)代入(1),的(9K+2)÷7 (1)
7|(9K+1)
7|(7K+2K+1)
7|(2K+1) K最小为3
A=9K+2=29
例5、有一个自然数,被3除余1,被5除余2,被7除余3 (1)求这个自然数的最小值
(2)用含字母K来表达这个数
解:
A=52+105K。