第讲余数问题
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第十讲余数问题常考的余数问题基本可以分成四类:带余除法、余数周期问题、同余问题、“物不知其数”。
解题时关键要分清楚它到底是想考你什么,这样才能拿出正确的破解方法。
下面我简单谈谈这四类问题:㈠带余除法。
一般地,如果.α是整数,b是整数(b≠0),那么一定有另外两个整数q和r,使得α÷b=q……r或α=b×q+r当r=0时,我们称α能被b整除。
当r≠0时,我们称α不能被b整除,r为α除以b的余数,q为α除以b的不完全商(也简称为商)。
带余除法最关键就是理清被除数、除数、商、余数的关系,特别需要注意的是,余数肯定小于除数。
出题者常常会在这里设置陷阱。
㈡余数周期。
这其中又分为递推数列(给一串数,要求第χ个数除以某个数的余数)和n次幂(求一个数的n次方除以某个数的余数)相关的余数问题,处理这两类问题一个最直接的做法就是找规律,因为它们除以某数的余数都是有周期的。
例如,求3130÷13的余数。
例如尖子班作业1。
㈢同余问题。
1、什么是“同余”?整数α和b除以整数c,得到的余数相同,我们就说整数α、b对于模c同余。
记作:α≡b (mod c)例如:15÷4=3 (3)23÷4=5 (3)15和23对于除数4同余。
记作:15 ≡23 (mod4)可以理解为15和23除以4的余数相同。
2、“同余”的四个常用性质是什么?同余性质1:如果α≡ b (mod m),则m︱(α-b)若两数同余,他们的差必是除数的倍数。
例如,73 ≡23 (mod 10)则10︱(73-23)73与23的差是10的倍数。
同余性质2:如果α≡ b (mod m),c ≡d (mod m),则α±c ≡ b ± d (mod m)两数和的余数等于余数的和。
两数差的余数等于余数的差。
例如,73 ≡3 (mod 10)84 ≡4 (mod 10)73+84 ≡3+4≡7 (mod 10)84-73≡4-3≡1 (mod 10)同余性质3:如果α≡ b (模m),c ≡d (模m),则α× c ≡b×d (模m)两数积的余数等于余数的积。
例如,73 ≡3 (模10)84 ≡4 (模10)73×84 ≡3×4≡2 (模10)同余性质4:如果α≡ b (模m)则αn≡b n (模m)某数乘方的余数,等于余数的乘方。
例如,40≡1 (mod13)4031≡131≡1 (mod13)很多人分不清同余问题和“物不知其数”问题的区别。
举个例子:“一个自然数除429、791、500所得的余数分别是a+5、2a、a,求这个自然数和a的值。
”这是同余问题,已知被除数和余数,求除数。
这种问题就是想办法把余数都化为相同的数,然后两两做差求最大公约数,就是“物不知其数”问题。
4、“物不知其数”。
与同余问题相对应的是“物不知其数”,例如:“一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求这个数。
”这种问题有两个万能方法:逐级满足和中国剩余定理。
但是考试往往不考这两个方法,这两个方法往往也比较繁琐。
考试题里不妨去研究研究题中给的除数和对应的余数的关系(和或差),若他们的和或差相同,那么就有简单的解题方法(即所谓“加同补”、“减同余”),实在没有,再考虑逐级满足和中国剩余定理。
我们在解决“物不知其数”题目,有“四大绝招”把余数问题转化为“整除问题”:绝招一:减同余。
例2、例3绝招二:加同补。
例4、作业4 、学案3绝招三:中国剩余定理。
绝招四:逐级满足法。
例1 (3130+3031)被13除所得的余数是多少?分析:⑴31被I3除所得的佘数为5,当n取l,2,3,…时,5n被I3除所得佘数分别是5,12,8,l,5,⒓,8,l,…,以4为周期循环出现,所以530被I3除的余数与52被13除的余数相同,余12。
即3130除以13的余数为12。
⑵30被13除所得的余数是4,当n取l,2,3,…时,4n被13除所得的佘数分别是4,3,12,9,10,1,4,3,12,9,10,……,以6为周期循环出现,所以431被I3除所得的余数等于41被13除所得的佘数,即4,故3031除以13的余数为4。
所以,(3130+3031)被13除所得的余数是I2+4-13=3解:⑴31≡5 (模13)3130≡530 ≡52≡12(模13)⑵30≡4 (模13)3031≡431≡41≡4 (模13)⑶3130+3031≡12+4≡3 (模13)答:(3130+3031)被13除所得的余数是3。
点睛:用到同余的性质“某数乘方的余数等于余数的乘方”“两数和的余数等于余数的和”。
例2 一个大于1的数去除290,235,200时,得余数分别为α,α十2,α十5,则这个自然数是多少?分析:根据题意,这个自然数去除290,233,195时,得到相同的余数(都为α)。
既然余数相同,根据同余性质“若两数同余,他们的差必是除数的倍数。
”可知其中任意两数的差都是除数的倍数。
290-233=57 233-195=38 290-195=95除数是57、38、95的公约数,(57,38,95)=19答:这个自然数是19。
例3 学前班有几十位小朋友,老师买来176个苹果,216块饼干,324粒糖,并将它们尽可能地平均分给每位小朋友。
余下的苹果、饼干、糖的数量之比是1︰2︰3,问学前班有多少位小朋友?分析:⑴设分完后余下苹果χ个,余下饼干2χ个,余下糖3χ粒。
176÷人数=A个……χ216÷人数=B个……2χ324÷人数=C个……3χ⑵ 176×2-216=136; 176+216-324=68; 176×3-324=204(136,68,204)=68学前班有几十位小朋友,并且人数是68的约数,68的约数中是几十的只有68和34两个。
⑶检验:176÷34=5个 (6)216÷34=6个 (12)324÷34=9个……18 34人符合题意。
检验:176÷68=2个 (40)216÷68=3个……12 68人不符合题意。
答:学前班有34位小朋友。
例4 200以内除以3余I,除以4余2,除以5余3的自然数有多少个?分别是多少?分析:⑴通过观察我们发现,除数和余数的差都为2。
被除数补上2之后,除以3、4、5都能整除;也就是说,被除数补上2之后是3、4、5的公倍数。
[3,4,5]=60,补上2之后是60的倍数。
200以内60的倍数有60、120、180共3个。
相应的,符合要求的自然数也有3个,分别是:58、118、178。
例5 (1998年小学数学奥林匹克预赛)某数除以11余8,除以13余10,除以17余12,那么这个数的最小可能值是。
分析:⑴观察到11-8=13-10=3,某数补上3之后是11和13的公倍数。
][11,13]=11×13=143设某数为143n-3。
⑵143n≡7n (模17)3≡3 (模17)143n-3≡7n-3 (模17)只有当n=7时,7×7-3=46,45÷17余12。
⑶ n最小等于7,那么这个数的最小可能值是143×7-3=998答:这个数的最小可能值是998 。
例6 (2000年“祖冲之杯”小学数学邀请赉试题)三个不同的自然数的和为2001,它们分别除以19,23,31所得的商相同,所得的余数也相同,这三个数是,,。
分析:⑴设所得的商为α,余数为b(19α+b)+(23α+b)+(31α+b)=200173α+3b=2001 b<19⑵ 2001÷73=27 (30)α=27,b=10这三个数分别是19×27+10=523;23×27+10=631;31×27+10=847;答:这三个数分别是523、631、847。
超常挑战三个连续自然数依次可以被5整除、被7整除、被11整除,那么这三个自然数最小为多少?分析:⑴2χ-7既是5的倍数也是7的倍数,是5和7的公倍数。
[5,7]=35,⑵设2χ-7=35K,(K为自然数)当K=1时,2χ-7=35χ=21χ-1=20是5的倍数;χ=21是7的倍数;χ+1=22是11的倍数。
家庭作业1、著名的裴波那契数列是这样的:l、2、3、5、8、13、21、……,这串数列当中第2010个数除以3所得的余数为多少?分析:⑴斐波那契数列的构成规则是从第三个数起,每一个数都等于它前面两个数的和。
根据“两数和的余数等于余数的和”将裴波那契数列转换为被3除所得余数的数列:I、l、2、0、2、2、1、0、I、l、2、0、2、2、1、0、……⑵裴波那契数列被3除的余数——每8个余数为一个周期循环出现。
由于2010÷8=251……2,所以第2010项被3除所得的余数与第2项被3除所得的余数相同,余数为1。
2. 一个数去除70、103所得的余数为α、2α+2,求α的值。
解:⑴用数学表达式表述题意70÷n=A……a ……①103÷n=B……2a+2 ……②⑵把①式转化为(70×2+2)÷n=2A……2a+2 70×2+2=142142与103除以n的余数相同,根据同余的性质定理(1),n能整除142与103的差。
142-103=39,n能整除39,n是39的约数。
⑶ 39的约数有1、3、13、39,经检验,n=13。
70÷13=5 (5)103÷13=7……12(12=2×5+2)所以,n=53. 一个大于10的自然数去除90、164后所得的两个余数的和等于这个自然数去除220后所得的余数,则这个自然数是多少?解:设这个大于10的自然数为n。
根据同余的性质定理(二),两数和的余数等于余数的和。
用n去除90、164后所得的两个余数的和等于用n去除220所得的余数,而90+164=254。
254和220除以n所得的余数相同,于是254-220=34是n的倍数,n是34的约数。
34的约数有1、2、17、34,因为n是大于10的自然数,所以n只能是17或34。
当n=34时,90÷34=2......22;164÷34=4......28;220÷34=6 (16)22+28≠16 所以,n≠34当n=17时,90÷17=5......5;164÷17=9......11;220÷17=12 (16)5+11=16 所以,n=17答:符合要求的自然数是17。
.4. 一个小于200的数,它除以11余8,除以13余10,这个数是多少?解:先把已知条件用数学表达式写出来,设所求的自然数为N。