小学思维数学讲义:余数性质(二)-带详解
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余数性质(二)
1. 学习余数的三大定理及综合运用
2. 理解弃9法,并运用其解题
一、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的余数为2
2.余数的加法定理
a 与
b 的差除以
c 的余数,等于a ,b 分别除以c 的余数之差。
例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23-16=7除以5的余数等于2,两个余数差3-1=2. 当余数的差不够减时时,补上除数再减。
例如:23,14除以5的余数分别是3和4,23-14=9除以5的余数等于4,两个余数差为3+5-4=4
3.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. 乘方:如果a 与b 除以m 的余数相同,那么n a 与n b 除以m 的余数也相同.
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1
1898除以9的余数为8
18922除以9的余数为4
678967除以9的余数为7
178902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”。
知识点拨 教学目标
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。
模块一、余数性质的综合运用
【例 1】 20032与22003的和除以7的余数是________.
【考点】余数性质的综合运用 【难度】3星 【题型】填空
【关键词】南京市,少年数学智力冬令营
【解析】 找规律.用7除2,22,32,42,52,62,…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20033667222⨯+=,所以20032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22003除以7余1.故20032与22003的和除以7的余数是415+=.
【答案】5
【巩固】
2008222008+除以7的余数是多少? 【考点】余数性质的综合运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】
328=除以7的余数为1,200836691=⨯+,所以200836691366922(2)2⨯==⨯+,其除以7的余数为:669122⨯=;2008除以7的余数为6,则22008除以7的余数等于26除以7的余数,为1;所以2008222008+除以7的余数为:213+=.
【答案】3
【巩固】 ()30313130+被13除所得的余数是多少?
【考点】余数性质的综合运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 31被13除所得的余数为5,当n 取1,2,3,时5n 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305被13除的余数与25被13除的余数相同,余12,则3031除以13的余数为12;
30被13除所得的余数是4,当n 取1,2,3,
时,4n 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314被13除所得的余数等于14被13除所得的余数,即4,故3130除以13的余数为4;
所以()
30313130+被13除所得的余数是124133+-=.
【答案】3
【例 2】 M 、N 为非零自然数,且20072008M N +被7整除。
M N +的最小值为 。
【考点】余数性质的综合运用 【难度】4星 【题型】填空
【关键词】走美杯,6年级,决赛,第7题,10分 【解析】
2007除以7的余数是5,2008除以7的余数是6,所以56M N +能被7整除,经试算,M N +最小值为325+= 【答案】5
例题精讲
【例 3】 1234200512342005+++++除以10所得的余数为多少?
【考点】余数的加减法定理 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 求结果除以10的余数即求其个位数字.从1到2005这2005个数的个位数字是10个一循环的,而
对一个数的幂方的个位数,我们知道它总是4个一循环的,因此把所有加数的个位数按每20个(20是4和10的最小公倍数)一组,则不同组中对应的个位数字应该是一样的.首先计算123420123420+++++的个位数字,
为1476563690163656749094+++++++++++++++++++=的个位数字,为4,
由于2005个加数共可分成100组另5个数,100组的个位数字和是4100400⨯=的个位数即0,另外5个数为20012001、20022002、20032003、20042004、20052005,它们和的个位数字是1476523++++=的个位数 3,所以原式的个位数字是3,即除以10的余数是3.
【答案】3
【例 4】 已知n 是正整数,规定!12n n =⨯⨯⨯,
令1!12!23!32007!2007m =⨯+⨯+⨯++⨯,则整数m 除以2008的余数为多少?
【考点】余数性质的综合运用 【难度】3星 【题型】解答
【关键词】清华附中
【解析】 1!12!23!32007!2007m =⨯+⨯+⨯++⨯
1!212!313!412007!20081=⨯-+⨯-+⨯-++⨯-()()()()
2!1!3!2!4!3!2008!2007!=-+-+-++-
2008!1=-
2008能够整除2008!,所以2008!1-的余数是2007.
【答案】2007
【例 5】 设n 为正整数,2004n k =,k 被7除余数为2,k 被11除余数为3,求n 的最小值.
【考点】余数性质的综合运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 2004被7除余数为2,被11除余数也为2,所以2n 被7除余数为2,被11除余数为3.由于122=被
7除余2,而328=被7除余1,所以n 除以3的余数为1;由于82256=被11除余3,1021024=被11除余1,所以n 除以10的余数为8.可见2n +是3和10的公倍数,最小为[]3,1030=,所以n 的最小值为28.
【答案】28
【例 6】 试求不大于100,且使374n n ++能被11整除的所有自然数n 的和.
【考点】余数性质的综合运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 通过逐次计算,可以求出3n 被11除的余数,依次为:13为3,23为9,33为5,43为4,53为1,…,
因而3n 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7n 被11除的余数10个构成一个周期:7,5,2,3,10,4,6,9,8,1,……;于是374n n ++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3,4,6,13,14,16,......,93,94,96n =时374n n ++能被11整除,所以,所有满足条件的自然数n 的和为:
346131416...9394961343...2831480+++++++++=+++=.
【答案】1480
【例 7】 对任意的自然数n ,证明2903803464261n n n n A =--+能被1897整除.
【考点】余数性质的综合运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 略
【答案】18977271=⨯,
7与271互质,因为29035(mod7)≡,8035(mod7)≡,4642(mod7)≡,2612(mod7)≡,所以,290380346426155220(m n
n n n n n n n A =--+≡--+≡,故A 能被7整除.又因为2903193(mod271)≡,803261(mod271)≡,464193(mod271)≡,所以
29038034642611932611932610(mod 271)n n n n n n n n A =--+≡--+≡,故A 能被271整除.因为7与271互质,所以A 能被1897整除.
【例 8】 若a 为自然数,证明2005194910()a a -.
【考点】余数性质的综合运用 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 略
【答案】1025=⨯,由于2005a 与1949a 的奇偶性相同,所以200519492()a a -.20051949194956(1)a a a a -=-,如果
a 能被5整除,那么1949565(1)a a -;如果a 不能被5整除,那么a 被5除的余数为1、2、3或者4,4a 被5除的余数为41、42、43、44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a 为多少,4a 被5除的余数为1,而56414()a a =,即14个4a 相乘,所以56a 除以5均余1,则561a -能被5整除,有1949565(1)a a -.所以200519495()a a -.由于2与5互质,所以2005194910()a a -.
【例 9】 有一位奥运会志愿者,向看台上的一百名观众按顺序发放编号1,2,3,……100,同时还向每位
观众赠送一个单色喇叭.他希望如果两位观众的编号之差是质数,那么他们拿到的喇叭就是不同颜色的.为了实现他自己的愿望,他最少要准备 种颜色的喇叭.
【考点】余数性质的综合运用 【难度】4星 【题型】填空
【关键词】迎春杯,五年级,初赛,第11题
【解析】 编号1、3、6、8这四个编号两两之间的差都是质数,所以这四个编号的观众应该使用不同颜色的
喇叭.所以他最少应该准备4种不同颜色的喇叭,然后按编号被4除后的余数分派不同颜色喇叭.
【答案】4种
模块二、弃九法
【例 10】 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.
【考点】弃九法 【难度】3星 【题型】解答
【解析】 以19992000这个八位数为例,它被9除的余数等于()19992000+++++++被9除的余数,但是
由于1999与()1999+++被9除的余数相同,2000与()2000+++被9除的余数相同,所以19992000就与()19992000+被9除的余数相同.由此可得,从1开始的自然数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:()12008200820170362
+⨯=,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1.
【答案】1
【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?
【考点】弃九法 【难度】3星 【题型】解答
【关键词】希望杯
【分析】 因为连续3个自然数可以被3整除,而且最后一个自然数都是3的倍数,因为1998是3的倍数,所以
12345678910111998是3的倍数,又因为
12345678910111999200012345678910111998000000001998119982=++++,所以
123456789101119992000除以3,得到的余数是0.
【答案】0
【例 11】 将12345678910111213......依次写到第1997个数字,组成一个1997位数,那么此数除以9的余数
是 ________.
【考点】弃九法 【难度】3星 【题型】填空
【关键词】小学数学奥林匹克
【解析】 本题第一步是要求出第1997个数字是什么,再对数字求和.19~共有9个数字,1099~共有90个
两位数,共有数字:902180⨯= (个), 100999~共900个三位数,共有数字:90032700⨯= (个),所以数连续写,不会写到999,从100开始是3位数,每三个数字表示一个数,
(19979180)3602......2--÷=,即有602个三位数,第603个三位数只写了它的百位和十位.从100开始的第602个三位数是701,第603个三位数是9,其中2未写出来.因为连续9个自然数之和能被9整除,所以排列起来的9个自然数也能被9整除,702个数能分成的组数是:702978÷= (组),依次排列后,它仍然能被9整除,但702中2未写出来,所以余数为9-27 =.
【答案】7
【例 12】 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。
【考点】弃九法 【难度】3星 【题型】解答
【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31031311001143217=⨯=⨯
所以两个三位数是143和217,那么两个三位数的和是360
【答案】360
【例 13】 设20092009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 ,C 的各位数字
之和为D ,那么D =
【考点】弃九法 【难度】3星 【题型】填空
【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20092009与A 、B 、C 、D 除
以9都同余,而2009除以9的余数为2,则20092009除以9的余数与20092除以9的余数相同,而6264
=除以9的余数为1,所以()334200963345652222⨯+==⨯除以9的余数为52除以9的余数,即为5.
另一方面,由于20092009803620091000010<=,所以20092009的位数不超过8036位,那么它的各位数字之和不超过9803672324⨯=,即72324A ≤;那么A 的各位数字之和9545B <⨯=,B 的各位数字之和9218C <⨯=,C 小于18且除以9的余数为5,那么C 为5或14,C 的各位数字之和为5,
即5D =. 【答案】5
【例 14】 3个三位数乘积的算式234235286abc bca cab ⨯⨯= (其中a b c >>), 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?
【考点】弃九法 【难度】3星 【题型】解答
【关键词】华杯赛
【解析】 由于2342352862342352868(mod9)≡++++++++≡,3()(mod9)abc bca cab a b c ⨯⨯≡++, 于是3()8(mod9)a b c ++≡,从而(用0,1,2,...,8(mod9)a b c ++≡代入上式检验)
2,5,8(mod9)a b c ++≡…(1),对a 进行讨论:
如果9a =,那么2,5,8(mod9)b c +≡…(2),又c a b ⨯⨯的个位数字是6,所以b c ⨯的个位数字为4,b c ⨯可能为41⨯、72⨯、83⨯、64⨯,其中只有(,)(4,1),(8,3)b c =符合(2),经检验只有983839398328245326⨯⨯= 符合题意.
如果8a =,那么3,6,0(mod9)b c +≡…(3),又b c ⨯的个位数字为2或7,则b c ⨯可能为21⨯、43⨯、62⨯、76⨯、71⨯,其中只有(,)(2,1)b c =符合(3),经检验,821abc =不合题意.
如果7a =,那么4,7,1(mod9)b c +≡…(4),则b c ⨯可能为42⨯、63⨯,其中没有符合(4)的(,)b c . 如果6a ≤,那么5b ≤,4c ≤,700600500210000000222334586abc bca cab ⨯⨯<⨯⨯=<,因此这时abc 不可能符合题意.综上所述,983abc =是本题唯一的解.
【答案】983。