奥数最大公约数与最小公倍数例题、练习及答案
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最大公约数与最小公倍数(一)
教学目标:
1.通过学生对应用题的条件与问题的全面分析,培养学生发现问题和解决问题的意识。
2.通过比较与辨析,使学生进一步理解和掌握“最大公约数和最小公倍数”应用题的解题规律。 3.培养学生的合作交流意识和创新意识,发展学生的空间观念与想像力。 教学过程: 一、基本概念知识
1.公约数和最大公约数
①如果一个自然数a 能被自然数b 整除,那么称a 为b 的倍数,b 为a 的约数。
②如果一个自然数同时是若干个自然数的约数,那么称这个自然数是这若干个自然数的公约数。在所有公约数中最大的一个公约数,称为这若干个自然数的最大公约数。 例如:12的约数有:1,2,3,4,6,12; 18的约数有:1,2,3,6,9,18。
自然数n a a a ,,,21 的最大公约数通常用符号(n a a a ,,,21 )表示,例如,12和18的公约数有:1,2,3,6.其中6是12和18的最大公约数,记作(12,18)=6。 (8,12)=4,(6,9,15)=3。 2.公倍数和最小公倍数
③如果一个自然数同时是若干个自然数的倍数,那么称这个自然数是这若干个自然数的公倍数。在所有公倍数中最小的一个公倍数,称为这若干个自然数的最小公倍数。 例如:12的倍数有:12,24,36,48,60,72,84,… 18的倍数有:18,36,54,72,90,… 自然数
n
a a a ,,,21 的最小公倍数通常用符号[
n
a a a ,,,21 ]表示,例如12和18的公倍数有:
36,72,….其中36是12和18的最小公倍数,记作[12,18]=36。
[8,12]=24,[6,9,15]=90。 3.互质数
如果两个数的最大公约数是1,那么这两个数叫做互质数。
常用的求最大公约数和最小公倍数的方法是分解质因数法和短除法。 用短除法求若干个数的最大公约数与最小公倍数的区别: 求n 个数的最大公约数:
(1) 必须每次都用n 个数的公约数去除;
(2) 一直除到n 个数的商互质(但不一定两两互质); (3) n 个数的最大公约数即为短除式中所有除数的乘积。 求n 个数的最小公倍数:
(1) 必须先用(如果有)n 个数的公约数去除,除到n 个数没有除去1以外的公约数后,在用
1n -个数的公约数去除,除到1n -个数没有除1以外的公约数后,再用2n -个数的公约
数去除,如此继续下去,为保证这一条,每次所用的除数均可选质数;
(2) 只要有两个数(被除数)能被同一数整除,就要继续除,一定要除到n 个数的商两两互质
为止;
(3) n 个数的最小公倍数即为短除式中,所有除数和最后两两互质的商的乘积。
例1 用60元钱可以买一级茶叶144克,或买二级茶叶180克,或买三级茶叶240克。现将这三种茶叶分别按整克数装袋,要求每袋的价格都相等,那么每袋的价格最低是多少元钱?
分析与解:因为144克一级茶叶、180克二级茶叶、240克三级茶叶都是60元,分装后每袋的价格相等,所以144克一级茶叶、180克二级茶叶、240克三级茶叶,分装的袋数应相同,即分装的袋数应是144,180,240的公约数。题目要求每袋的价格尽量低,所以分装的袋数应尽量多,应是 144,180,240的最大公约数。是144,180,240的最大公约数。
所以(144,180,240)=2×2×3=12,即每60元的茶叶分装成12袋,每袋的价格最低是60÷12=5(元)。
例2 用自然数a去除498,450,414,得到相同的余数,a最大是多少?
分析与解:因为498,450,414除以a所得的余数相同,所以它们两两之差的公约数应能被a整除。
498-450=48,450-414=36,498-414=84。所求数是(48,36,84)=12。
例3 现有三个自然数,它们的和是1111,这样的三个自然数的公约数中,最大的可以是多少?
分析与解:只知道三个自然数的和,不知道三个自然数具体是几,似乎无法求最大公约数。只能从唯一的条件“它们的和是1111”入手分析。三个数的和是1111,它们
的公约数一定是1111的约数。因为1111=101×11,它的约数只能是1,11,101和1111,由于三个自然数的和是1111,所以三个自然数都小于1111,1111不可能是三个自然数的公约数,而101是可能的,比如取三个数为101,101和909。所以所求数是101。
例4 在一个30×24的方格纸上画一条对角线(见下页上图),这条对角线除两个端点外,共经过多少个格点(横线与竖线的交叉点)?
分析与解:(30,24)=6,说明如果将方格纸横、竖都分成6份,即分成6×6个相同的矩形,那么每个矩形是由(30÷6)×(24÷6)=5×4(个)
小方格组成。在6×6的简化图中,对角线也是它所经过的每一个矩形的对角线,所以经过5个格点(见左下图)。在对角线所经过的每一个矩形的5×4个小方格中,对角线不经过任何格点(见右下图)。
所以,对角线共经过格点(30,24)-1=5(个)。
例5 甲、乙、丙三人绕操场竞走,他们走一圈分别需要1分、1分15秒和1分30秒。三人同时从起点出发,最少需多长时间才能再次在起点相会?
分析与解:甲、乙、丙走一圈分别需60秒、75秒和90秒,因为要在起点相会,即三人都要走整圈数,所以需要的时间应是60,75,90的公倍数。所求时间为[60,75,90]=900(秒)=15(分)。
例6 爷爷对小明说:“我现在的年龄是你的7倍,过几年是你的6倍,再过若干年就分别是你的5倍、4倍、3倍、2倍。”你知道爷爷和小明现在的年龄吗?
分析与解:爷爷和小明的年龄随着时间的推移都在变化,但他们的年龄差是保持不变的。爷爷的年龄现在是小明的7倍,说明他们的年龄差是6的倍数;同理,他们的年龄差也是5,4,3,2,1的倍数。由此推知,他们的年龄差是6,5,4,3,2的公倍数。
[6,5,4,3,2]=60,
爷爷和小明的年龄差是60的整数倍。考虑到年龄的实际情况,爷爷与小明的年龄差应是60岁。所以现在
小明的年龄=60÷(7-1)=10(岁),
爷爷的年龄=10×7=70(岁)。
二、随堂练习