小学奥数5-5-4 余数性质(二).教师版
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小学奥数5-5-4 余数性质(二).教师版

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资料简介
5-5-4.余数性质(二) 教学目标 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 知识点拨 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 na 与 nb 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1234 1898 18922 678967 178902 889923     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”。 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。 例题精讲 模块一、余数性质的综合运用 【例【例 11】】 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 2003 3 667 22 2   ,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 4 1 5  . 【答案】 5 【巩固】【巩固】 2008 22 2008 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】 32 8 除以 7 的余数为 1, 2008 3 669 1   ,所以 2008 3 669 1 3 6692 2 (2 ) 2  + ,其除以 7 的余数为: 6691 2 2  ;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 2008 22 2008 除以 7 的余数为: 2 1 3  . 【答案】 3 【巩固】【巩固】  30 3131 30 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  30 3131 30 被 13 除所得的余数是12 4 13 3   . 【答案】 3 【例【例 22】】 M 、 N 为非零自然数,且 2007 2008M 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 5 6M N 能被 7 整除,经试算, M N 最小 值为 3 2 5  【答案】 5 【例【例 33】】 1 2 3 4 20051 2 3 4 2005     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 1 2 3 4 201 2 3 4 20     的个位数字, 为1 4 7 6 5 6 3 6 9 0 1 6 3 6 5 6 7 4 9 0 94                    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 4 100 400  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1 4 7 6 5 23     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【例 44】】 已知 n 是正整数,规定 ! 1 2n n    , 令 1! 1 2! 2 3! 3 2007! 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】 【解析】 1! 1 2! 2 3! 3 2007! 2007m          1! 2 1 2! 3 1 3! 4 1 2007! 2008 1            ( ) ( ) ( ) ( ) 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【例 55】】 设 n 为正整数, 2004nk  ,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 12 2 被 7 除余 2,而 32 8 被 7 除余 1,所以 n 除以 3 的余数为 1;由于 82 256 被 11 除余 3, 102 1024 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 3,10 30 ,所以 n 的最小值为 28. 【答案】 28 【例【例 66】】 试求不大于 100,且使 3 7 4n 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3 7 4n 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 3 7 4n n  能 被 11 整除,所以,所有满足条件的自然数 n 的和为: 3 4 6 13 14 16 ... 93 94 96 13 43 ... 283 1480              . 【答案】1480 【例【例 77】】 对任意的自然数 n,证明 2903 803 464 261n n n nA     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】1897 7 271  ,7 与 271 互质,因为 2903 5(mod7) ,803 5(mod7) ,464 2(mod7) ,261 2(mod7) , 所 以 , 2903 803 464 261 5 5 2 2 0(mod7)n n n n n n n nA          , 故 A 能 被 7 整 除 . 又 因 为 2903 193(mod271) ,803 261(mod271) , 464 193(mod271) ,所以 2903 803 464 261 193 261 193 261 0(mod271)n n n n n n n nA          ,故 A 能被 271 整除.因为 7 与 271 互质,所以 A 能被 1897 整除. 【例【例 88】】 若 a 为自然数,证明 2005 194910 ( )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】10 2 5  ,由于 2005a 与 1949a 的奇偶性相同,所以 2005 19492 ( )a a . 2005 1949 1949 56( 1)a a a a   ,如果 a 能被 5 整除,那么 1949 565 ( 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 56 4 14( )a a ,即 14 个 4a 相乘,所以 56a 除以 5 均余 1,则 56 1a  能被 5 整除,有 1949 565 ( 1)a a  .所以 2005 19495 ( )a a .由于 2 与 5 互质, 所以 2005 194910 ( )a a . 【例【例 99】】 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】【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【例 1010】】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 : 12345678910111213 20072008,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  1 9 9 9 2 0 0 0       被 9 除的余数,但是 由于 1999 与 1 9 9 9   被 9 除的余数相同,2000 与  2 0 0 0   被 9 除的余数相同,所以 19992000 就与 1999 2000 被 9 除的余数相同.由此可得,从 1 开始的自然数 12345678910111213 20072008 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:  1 2008 2008 20170362    ,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】【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:1234567891011 19992000 ,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 1234567891011 1998 是3的倍数,又因为 1234567891011 19992000 1234567891011 199800 000000 1998 1 1998 2      ,所以 1234567891011 19992000 除以 3,得到的余数是 0 . 【答案】0 【例【例 1111】】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.1 9~ 共有 9 个数字,10 99~ 共有 90 个 两位数,共有数字: 90 2 180  (个), 100 999~ 共 900 个三位数,共有数字: 900 3 2700  (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 , (1997 9 180) 3 602......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:702 9 78  (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 9-2 7  . 【答案】7 【例【例 1212】】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 31031 31 1001 143 217    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【例 1313】】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 62 64 除以 9 的余数为 1,所以  3342009 6 334 5 6 52 2 2 2    除以 9 的余数为 52 除以 9 的余数,即为 5. 另一方面,由于 2009 2009 80362009 10000 10  ,所以 20092009 的位数不超过 8036 位,那么它的各位数 字之和不超过 9 8036 72324  ,即 72324A  ;那么 A 的各位数字之和 9 5 45B    ,B 的各位数字 之和 9 2 18C    ,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【例 1414】】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 234235286 2 3 4 2 3 5 2 8 6 8(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 4 1 、 7 2 、 8 3 、 6 4 , 其 中 只 有 ( , ) (4,1),(8,3)b c  符 合 (2) , 经 检 验 只 有 983 839 398 328245326   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 2 1 、4 3 、 6 2 、 7 6 、 7 1 ,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 4 2 、 6 3 ,其中没有符合(4)的 ( , )b c . 如果 6a  ,那么 5b  , 4c  , 700 600 500 210000000 222334586abc 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

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