《小学奥数六年级教案学案》第27讲-同余法解题(教).doc

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1、学科教师辅导讲义学员编号: 年 级:六年级 课 时 数:3学员姓名:辅导科目:奥数学科教师:授课主题第27讲同余法解题授课类型T同步课堂P实战演练S归纳总结教学目标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。授课日期及时段T(Textbook-Based)同步课堂知识梳理 一、带余除法的定义及性质一般地,如果a是整数,b是整数(b0),若有a÷b=qr,也就是ab×qr, 0rb;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)

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。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。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。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:ab ( 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

3、a,b的差一定能被m整除用式子表示为:如果有ab ( mod m ),那么一定有abmk,k是整数,即m|(ab)三、中国剩余定理1.中国古代趣题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)。 2.核心思想和方法对于

4、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,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

5、字,45符合要求,那么所求的自然数可以这样计算:,其中k是从1开始的自然数。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。典例分析 考点一:带余除法的定义和性质例1、两数相除,商4余8,被除数、除数、商数、余数四数之和等于415,则被除数是_【解析】因为被除数减去8后是除数的4倍,所以根据和倍问题可知,除数为,所以,被除数为。例2、用一个自然数去除另一

6、个自然数,商为40,余数是16.被除数、除数、商、余数的和是933,求这2个自然数各是多少?【解析】本题为带余除法定义式的基本题型。根据题意设两个自然数分别为x,y,可以得到,解方程组得,即这两个自然数分别是856,21.例3、一个两位数除以13的商是6,除以11所得的余数是6,求这个两位数【解析】因为一个两位数除以13的商是6,所以这个两位数一定大于,并且小于;又因为这个两位数除以11余6,而78除以11余1,这个两位数为考点二:三大余数定理的应用例1、一个三位数除以17和19都有余数,并且除以17后所得的商与余数的和等于它除以19后所得到的商与余数的和那么这样的三位数中最大数是多少,最小数

7、是多少?【解析】设这个三位数为,它除以17和19的商分别为和,余数分别为和,则根据题意可知,所以,即,得所以是9的倍数,是8的倍数此时,由知由于为三位数,最小为100,最大为999,所以,而,所以,得到,而是9的倍数,所以最小为9,最大为54当时,而,所以,故此时最大为;当时,由于,所以此时最小为所以这样的三位数中最大的是930,最小的是154例2、被除所得的余数是多少?【解析】31被13除所得的余数为5,当n取1,2,3,时被13除所得余数分别是5,12,8,1,5,12,8,1以4为周期循环出现,所以被13除的余数与被13除的余数相同,余12,则除以13的余数为12;30被13除所得的余数

8、是4,当n取1,2,3,时,被13除所得的余数分别是4,3,12,9,10,1,4,3,12,9,10,以6为周期循环出现,所以被13除所得的余数等于被13除所得的余数,即4,故除以13的余数为4;所以被13除所得的余数是例3、除以41的余数是多少?【解析】找规律:,所以77777是41的倍数,而,所以可以分成399段77777和1个7组成,那么它除以41的余数为7例4、求所有的质数P,使得与也是质数【解析】如果,则,都是质数,所以5符合题意如果P不等于5,那么P除以5的余数为1、2、3或者4,除以5的余数即等于、或者除以5的余数,即1、4、9或者16除以5的余数,只有1和4两种情况如果除以5

9、的余数为1,那么除以5的余数等于除以5的余数,为0,即此时被5整除,而大于5,所以此时不是质数;如果除以5的余数为4,同理可知不是质数,所以P不等于5,与至少有一个不是质数,所以只有满足条件例5、甲、乙、丙三数分别为603,939,393某数除甲数所得余数是除乙数所得余数的2倍,除乙数所得余数是除丙数所得余数的2倍求等于多少?【解析】根据题意,这三个数除以都有余数,则可以用带余除法的形式将它们表示出来: 由于,要消去余数, , ,我们只能先把余数处理成相同的,再两数相减这样我们先把第二个式子乘以2,使得被除数和余数都扩大2倍,同理,第三个式子乘以4于是我们可以得到下面的式子: 这样余数就处理成

10、相同的最后两两相减消去余数,意味着能被整除,51的约数有1、3、17、51,其中1、3显然不满足,检验17和51可知17满足,所以等于17考点三:余数综合应用例1、设是质数,证明:,被除所得的余数各不相同【解析】假设有两个数、,(),它们的平方,被除余数相同那么,由同余定理得,即,由于是质数,所以或,由于,均小于且大于0,可知,与互质,也与互质,即,都不能被整除,产生矛盾,所以假设不成立,原题得证例2、从1,2,3,n中,任取57个数,使这57个数必有两个数的差为13,则n的最大值为多少? 【解析】被13除的同余序列当中,如余1的同余序列,1、14、27、40、53、66,其中只要取到两个相邻

11、的,这两个数的差为13;如果没有两个相邻的数,则没有两个数的差为13,不同的同余序列当中不可能有两个数的差为13,对于任意一条长度为x的序列,都最多能取个数,使得取出的数中没有两个数的差为13,即从第1个数起隔1个取1个基于以上,n个数分成13个序列,每条序列的长度为或,两个长度差为1的序列,要使取出的数中没有两个数的差为13,能够被取得的数的个数之差也不会超过1,所以为使57个数中任意两个数的差都不等于13,则这57个数被分配在13条序列中,在每条序列被分配的数的个数差不会超过1,那么13个序列有8个序列分配了4个数,5个序列分配了5个数,则这13个序列中8个长度为8,5个长度为9,那么当n

12、最小为时,可以取出57个数,其中任两个数的差不为13,所以要使任取57个数必有两个数的差为13,那么n的最大值为108例3、已知n是正整数,规定,令,则整数m除以2008的余数为多少?【解析】2008能够整除,所以的余数是2007例4、有2个三位数相乘的积是一个五位数,积的后四位是1031,第一个数各个位的数字之和是10,第二个数的各个位数字之和是8,求两个三位数的和。【解析】本题条件仅给出了两个乘数的数字之和,同时发现乘积的一部分已经给出,即乘积的一部分数字之和已经给出,我们可以采用弃九法原理的倒推来构造出原三位数。因为这是一个一定正确的算式,所以一定可以满足弃九法的条件,两个三位数除以9的

13、余数分别为1和8,所以等式一边除以9的余数为8,那么1031除以9的余数也必须为8,只能是3.将31031分解质因数发现仅有一种情况可以满足是两个三位数的乘积,即所以两个三位数是143和217,那么两个三位数的和是360。例5、设的各位数字之和为,的各位数字之和为,的各位数字之和为,的各位数字之和为,那么?【解析】由于一个数除以9的余数与它的各位数字之和除以9的余数相同,所以与、 除以9都同余,而2009除以9的余数为2,则除以9的余数与除以9的余数相同,而除以9的余数为1,所以除以9的余数为除以9的余数,即为5另一方面,由于,所以的位数不超过8036位,那么它的各位数字之和不超过,即;那么的

14、各位数字之和,的各位数字之和,小于18且除以9的余数为5,那么为5或14,的各位数字之和为5,即考点四:中国剩余定理例1、一个自然数在1000和1200之间,且被3除余1,被5除余2,被7除余3,求符合条件的数【解析】方法1:先列出除以3余1的数:1,4,7,10,13,16,;再列出除以5余2的数:2,7,12,17,22,27,;这两列数中,首先出现的公共数是73与5的最小公倍数是15两个条件合并成一个就是整数,列出这一串数是7,22,37,52,;再列出除以7余3的数:3,10,17,24,31,38,45,52,;就得出符合题目条件的最小数是52事实上,我们已把题目中三个条件合并成一个

15、:被105除余52那么这个数在1000和1200之间,应该是方法2:我们先找出被3除余1的数:1,4,7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37,40,43,46,49,52,;被5除余2的数:2,7,12,17,22,27,32,37,42,47,52,57,;被7除余3的数:3,10,17,24,31,38,45,52,;三个条件都符合的最小的数是52,其后的是一次加上3、5、7的最小公倍数,直到加到1000和1200之间结果是方法3:设这个自然数为,被3除余1,被5除余2,可以理解为被3除余,被5除与,所以满足前面两个条件的 (为自然数),只需除以7余3,即除以7余3

16、,而,只需m除以7余3,m最小为3,所以满足三个条件的最小自然数为,那么这个数在1000和1200之间,应该是例2、一个大于10的自然数,除以5余3,除以7余1,除以9余8,那么满足条件的自然数最小为多少? 【解析】根据总结,我们发现三个数中前两个数的除数与余数的和都是,这样我们可以把余数都处理成8,即一个数除以5余3相当于除以5余8,除以7余1相当于除以7余8,所以可以看成这个数除以5、7、9的余数都是8,那么它减去8之后是5、7、9的公倍数而,所以这个数最小为例3、一个数除以3余2,除以5余3,除以7余4,问满足条件的最小自然数为多少?【解析】法一:根据总结,我们发现前面两种都不符合,所以

17、可以使用普遍适用的“中国剩余定理”,步骤如下:分别找出除以7余4的3、5的公倍数,除以5余3的3、7的公倍数,除以3余2的5、7的公倍数,分别是:60、63、35;可见满足我们的条件,但是要求的是满足条件的最小的自然数,158不是最小的,对此的处理方法就是减去3、5、7的最小公倍数的若干倍,使结果小于最小公倍数所以答案为:法二:逐步构造符合条件的最小自然数,首先求符合后面两个条件的最小自然数,依次用7的倍数加4,当4被加上两个7时得到18,恰好除以5余3,此时符合后两个条件;再依次用7和5的最小公倍数的倍数加18,当18被加上1个35个,得到53,检验符合三个条件所以所求的最小自然数就是53.

18、例4、在200至300之间,有三个连续的自然数,其中,最小的能被3整除,中间的能被7整除,最大的能被13整除,那么这样的三个连续自然数分别是多少?【解析】先找出两个连续自然数,第一个被3整除,第二个被7整除例如,找出6和7,下一个连续自然数是83和7的最小公倍数是21,考虑8加上21的整数倍,使加得的数能被13整除,能被13整除,那么258,259,260这三个连续自然数,依次分别能被3,7,13整除,又恰好在200至300之间由于3,7,13的最小公倍数为273,所以在200至300之间只有258,259,260这三个数满足条件例5、一个数除以3、5、7、11的余数分别是2、3、4、5,求符

19、合条件的最小的数 【解析】法一:将3、5、7、11这4个数3个3个一起分别计算公倍数,如表:3、5、7的公倍数中被11除余5的数不太好找,但注意到210除以11余1,所以被11除余5,由此可知是符合条件的一个值,但不是最小值,还需要减去3、5、7、11的公倍数使得它小于它们的最小公倍数由于3、5、7、11的最小公倍数是1155,所以是符合条件的最小值法二:对于这种题目,也可以先求满足其中3个余数条件的,比如先求满足除以3、5、7的余数分别是2、3、4的,既可采用中国剩余定理,得到是满足前3个余数条件的,从而其中最小的是;由于53除以11的余数为9,105除以11的余数为6,可知除以11的余数为

20、5,所以是满足条件的最小数也可以直接观察发现这个数乘以2之后除以3、5、7的余数分别是4、6、8,也就是除以3、5、7的余数都是1,所以满足前三个条件的数最小为,后面的步骤与上面的解法相同P(Practice-Oriented)实战演练实战演练 Ø 课堂狙击1、有一个整数,除39,51,147所得的余数都是3,求这个数.【解析】(法1) ,12的约数是,因为余数为3要小于除数,这个数是;(法2)由于所得的余数相同,得到这个数一定能整除这三个数中的任意两数的差,也就是说它是任意两数差的公约数,所以这个数是2、求的最后两位数【解析】即考虑除以100的余数由于,由于除以25余2,所以除以2

21、5余8,除以25余24,那么除以25余1;又因为除以4余1,则除以4余1;即能被4 和25整除,而4与25互质,所以能被100整除,即除以100余1,由于,所以除以100的余数即等于除以100的余数,而除以100余29,除以100余43,所以除以100的余数等于除以100的余数,而除以100余63,所以除以100余63,即的最后两位数为633、试求不大于100,且使能被11整除的所有自然数n的和【解析】通过逐次计算,可以求出被11除的余数,依次为:为3,为9,为5,为4,为1,因而被11除的余数5个构成一个周期:3,9,5,4,1,3,9,5,4,1,;类似地,可以求出被11除的余数10个构成

22、一个周期:7,5,2,3,10,4,6,9,8,1,;于是被11除的余数也是10个构成一个周期:3,7,0,0,4,0,8,7,5,6,;这就表明,每一个周期中,只有第3、4、6个这三个数满足题意,即时能被11整除,所以,所有满足条件的自然数n的和为:4、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1234567891011121320072008,试求这个多位数除以9的余数【解析】以19992000这个八位数为例,它被9除的余数等于被9除的余数,但是由于1999与被9除的余数相同,2000与被9除的余数相同,所以19992000就与被9除的余数相同由此可得,从1开始

23、的自然数1234567891011121320072008被9除的余数与前2008个自然数之和除以9的余数相同根据等差数列求和公式,这个和为:,它被9除的余数为1另外还可以利用连续9个自然数之和必能被9整除这个性质,将原多位数分成123456789,101112131415161718,199920002001200220032004200520062007,2008等数,可见它被9除的余数与2008被9除的余数相同因此,此数被9除的余数为15、的末三位数是多少?首先,仅考虑后三位数字,所求的数目相当于的平方再乘以的末三位而,其末三位为;然后来看前者它是一个奇数的平方,设其为 (k为奇数),由

24、于,而奇数的平方除以8余1,所以是8的倍数,则是200的倍数,设,则,所以它与105的乘积,所以不论m的值是多少,所求的末三位都是6256、有一个数,除以3余2,除以4余1,问这个数除以12余几?【解析】方法一: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方法二:一个数,除以3余2,除以4余1,可以理解为除以3余,除以4余

25、,所以这个数减去5后,既能被3整除,又能被4整除,设这个数为,则,(m为自然数)所以这个数除以12余5。Ø 课后反击1、一个两位数除310,余数是37,求这样的两位数。【解析】本题为余数问题的基础题型,需要学生明白一个重要知识点,就是把余数问题-即“不整除问题”转化为整除问题。方法为用被除数减去余数,即得到一个除数的倍数;或者是用被除数加上一个“除数与余数的差”,也可以得到一个除数的倍数。本题中310-37=273,说明273是所求余数的倍数,而273=3×7×13,所求的两位数约数还要满足比37大,符合条件的有39,91.2、求除以7的余数【解析】法一:由于 (

26、143被7除余3),所以 (被7除所得余数与被7除所得余数相等)而,(729除以7的余数为1),所以故除以7的余数为5.法二:计算被7除所得的余数可以用找规律的方法,规律如下表: 于是余数以6为周期变化所以3、若为自然数,证明【解析】,由于与的奇偶性相同,所以,如果能被5整除,那么;如果不能被5整除,那么被5除的余数为1、2、3或者4,被5除的余数为、被5除的余数,即为1、16、81、256被5除的余数,而这四个数除以5均余1,所以不管为多少,被5除的余数为1,而,即14个相乘,所以除以5均余1,则能被5整除,有所以由于2与5互质,所以4、将自然数1,2,3,4依次写下去,若最终写到2000,

27、成为,那么这个自然数除以99余几?【解析】由于,可以分别求这个数除以9和11的余数,进而求出它除以99的余数实际上求得这个数除以9和11的余数均为3,所以这个数减去3后是9和11的倍数,那么也是99的倍数,所以这个数除以99的余数为35、一个大于10的数,除以3余1,除以5余2,除以11余7,问满足条件的最小自然数是多少?【解析】法一:仔细分析可以发现,所以这个数可以看成被3、5、11除余7,由于,所以这个数最小是法二:事实上,如果没有“大于10”这个条件,7即可符合条件,所以只需要在7的基础上加上3、5、11的最小公倍数,得到172即为所求的数6、对任意的自然数n,证明能被1897整除 【解

28、析】,7与271互质,因为,所以,故能被7整除又因为,所以,故能被271整除因为7与271互质,所以能被1897整除直击赛场 1、(南京市少年数学智力冬令营试题) 与的和除以7的余数是_【解析】找规律用7除2,的余数分别是2,4,1,2,4,1,2,4,1,,2的个数是3的倍数时,用7除的余数为1;2的个数是3的倍数多1时,用7除的余数为2;2的个数是3的倍数多2时,用7除的余数为4因为,所以除以7余4又两个数的积除以7的余数,与两个数分别除以7所得余数的积相同而2003除以7余1,所以除以7余1故与的和除以7的余数是2、(全国小学数学奥林匹克试题)六张卡片上分别标上1193、1258、184

29、2、1866、1912、2494六个数,甲取3张,乙取2张,丙取1张,结果发现甲、乙各自手中卡片上的数之和一个人是另个人的2倍,则丙手中卡片上的数是_(第五届小数报数学竞赛初赛) 【解析】根据“甲、乙二人各自手中卡片上的数之和一个人是另一个人的2倍”可知,甲、乙手中五张卡片上的数之和应是3的倍数计算这六个数的总和是,10565除以3余2;因为甲、乙二人手中五张卡片上的数之和是3的倍数,那么丙手中的卡片上的数除以3余2六个数中只有1193除以3余2,故丙手中卡片上的数为11933、(奥数网杯)已知,问:除以13所得的余数是多少?【解析】2008除以13余6,10000除以13余3,注意到;根据这

30、样的递推规律求出余数的变化规律:20082008除以13余,200820082008除以13余,即200820082008是13的倍数而除以3余1,所以除以13的余数与除以13的余数相同,为6.4、(“华杯赛”试题)3个三位数乘积的算式 (其中), 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,问原式中的是多少?【解析】由于, 于是,从而(用代入上式检验)(1),对进行讨论:如果,那么(2),又的个位数字是6,所以的个位数字为4,可能为、,其中只有符合(2),经检验只有 符合题意如果,那么(3),又的个位数字为2或7,则可能为、,其中只有符合(3),经检验,不合题意如果

31、,那么(4),则可能为、,其中没有符合(4)的如果,那么,因此这时不可能符合题意综上所述,是本题唯一的解5、(华杯赛试题)如图,在一个圆圈上有几十个孔(不到100个),小明像玩跳棋那样,从孔出发沿着逆时针方向,每隔几孔跳一步,希望一圈以后能跳回到A孔他先试着每隔2孔跳一步,结果只能跳到B孔他又试着每隔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,你知道这个圆圈上共有多少个孔吗? 【解析】设想圆圈上的孔已按下面方式编了号:A孔编号为1,然后沿逆时针方向顺次编号为2,3,4,B孔的编号就是圆圈上的孔数我们先看每隔2孔跳一步时,小明跳在哪些孔上?很容易看出应在1,4,7,10,上,

32、也就是说,小明跳到的孔上的编号是3的倍数加1按题意,小明最后跳到B孔,因此总孔数是3的倍数加1同样道理,每隔4孔跳一步最后跳到B孔,就意味着总孔数是5的倍数加1;而每隔6孔跳一步最后跳回到A孔,就意味着总孔数是7的倍数如果将孔数减1,那么得数既是3的倍数也是5的倍数,因而是15的倍数这个15的倍数加上1 就等于孔数,设孔数为,则(为非零自然数)而且能被7整除注意15被7除余1,所以被7除余6,15的6倍加1正好被7整除我们还可以看出,15的其他(小于的7)倍数加1都不能被7整除,而已经大于1007以上的倍数都不必考虑,因此,总孔数只能是S(Summary-Embedded)归纳总结重点回顾 一

33、、带余除法的定义及性质二、三大余数定理:1.余数的加法定理2.余数的乘法定理3.同余定理四、中国剩余定理1.中国古代趣题2.核心思想和方法名师点拨 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

34、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。学霸经验 Ø 本节课我学到Ø 我需要努力的地方是

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