5-3-4.分解质因数(一)
教学目标
1. 能够利用短除法分解
2. 整数唯一分解定理:让学生自己初步领悟“任何一个数字都可以表示为 ... ☆ ☆ ☆△ △ △ 的结构,而且
表达形式唯一”
知识点拨
一、质因数与分解质因数
(1).质因数:如果一个质数是某个数的约数,那么就说这个质数是这个数的质因数.
(2).互质数:公约数只有 1 的两个自然数,叫做互质数.
(3).分解质因数:把一个合数用质因数相乘的形式表示出来,叫做分解质因数.
例如:30 2 3 5 .其中 2、3、5 叫做 30 的质因数.又如 212 2 2 3 2 3 ,2、3 都叫做 12 的质因数,
其中后一个式子叫做分解质因数的标准式,在求一个数约数的个数和约数的和的时候都要用到这个标准式.分
解质因数往往是解数论题目的突破口,因为这样可以帮助我们分析数字的特征.
(4).分解质因数的方法:短除法
例如:
212
2 6
3
,(┖是短除法的符号) 所以12 2 2 3 ;
二、唯一分解定理
任何一个大于 1 的自然数 n 都可以写成质数的连乘积,即: 31 2
1 2 3
ka aa a
kn p p p p 其中为质数,
1 2 ka a a 为自然数,并且这种表示是唯一的.该式称为 n 的质因子分解式.
例如:三个连续自然数的乘积是 210,求这三个数.
分析:∵210=2×3×5×7,∴可知这三个数是 5、6 和 7.
三、部分特殊数的分解
111 3 37 ;1001 7 11 13 ;11111 41 271 ;10001 73 137 ;1995 3 5 7 19 ;1998 2 3 3 3 37 ;
2007 3 3 223 ; 2008 2 2 2 251 ;10101 3 7 13 37 .
例题精讲
模块一、分解质因数
【例 1】 分解质因数 20034= 。
【考点】分解质因数 【难度】1 星 【题型】填空
【关键词】走美杯,决赛,5 年级,决赛,第 2 题,10 分
【解析】原式 32 3 7 53
【答案】 32 3 7 53
【例 2】 三个连续自然数的乘积是 210 ,求这三个数是多少?
【考点】分解质因数 【难度】1 星 【题型】填空
【解析】 210 分解质因数: 210 2 3 5 7 ,可知这三个数是5 、 6 和 7 。
【答案】 5 、 6 和 7
【例 3】 两个连续奇数的乘积是111555 ,这两个奇数之和是多少?
【考点】分解质因数 【难度】2 星 【题型】填空
【解析】111555 分解质因数:111555 3 3 5 37 67 (3 3 37 ) (5 67 ) 333 335 ,所以和为 668 .本讲
不仅要求学生熟练掌握分解质因数,而且要注意一些技巧,例如本题中的111 3 37 。
【答案】 668
【巩固】【巩固】已知两个自然数的积是 35,差是 2,则这两个自然数的和是_______.
【考点】分解质因数 【难度】2 星 【题型】填空
【关键词】希望杯,四年级,二试,第 8 题
【解析】35=1×35=5×7,5、7 差 2,两个自然数的和是 5+7=12
【答案】12 元
【例 4】 今年是 2010 年,从今年起年份数正好为三个连续正整数乘积的第一个年份是 。
【考点】分解质因数 【难度】3 星 【题型】填空
【关键词】而思杯,6 年级,1 试,第 3 题
【解析】11 12 13 1716 ,12 13 14 2184 ,所以是 2184
【答案】 2184
【例 5】 如果两个合数互质,它们的最小公倍数是 126,那么,它们的和是 .
【考点】分解质因数 【难度】2 星 【题型】填空
【关键词】迎春杯,五年级,初赛,第 3 题
【解析】【解析】 2126 2 3 7 ,因为两个数互质且都是合数,所以这两个数只能为 9 和14 ,它们的和为 23 .
【答案】 23
【例 6】 4 个一位数的乘积是 360,并且其中只有一个是合数,那么在这 4 个数字所组成的四位数中,最大
的一个是多少?
【考点】分解质因数 【难度】2 星 【题型】解答
【解析】将 360 分解质因数得360 2 2 2 3 3 5 ,它是 6 个质因数的乘积.因为题述的四个数中只有一个
是合数,所有该合数必至少为 6 3 3 个质因数的积,又只有 3 个 2 相乘才能是一位数,所以这 4
个乘数分别为 3,3,5,8,所组成的最大四位数是 8533.
【答案】8533
【例 7】 已知 5 个人都属牛,它们年龄的乘积是 589225,那么他们年龄的和为多少?
【考点】分解质因数 【难度】2 星 【题型】解答
【解析】【解析】基本思路与上题一样,重点还是在“1”这个因数的使用上,所以分解因数得到
589225 1 13 25 37 49 ,五个人的年龄和为 125 岁。
【答案】125 岁
【例 8】 如 果 两 个 自 然 数 的 和 与 差 的 积 是 23, 那 么 这 两 个 自 然 数 的 和 除 以 这 两 个 数 的 差 的 商 是
___________。
【考点】分解质因数 【难度】2 星 【题型】填空
【关键词】希望杯,4 年级,初赛,4 题
【解析】根据题意列式子如下: 23a b a b ,因为 23 分解质因数是1与 23 ,所以 23, 1a b a b ,
根据和差关系算出 12a , 11b ,所以这两个自然数的和除以这两个自然数的差的商为 23,
【答案】 23
【例 9】 2004 7 20 的计算结果能够整除三个连续自然数的乘积,这三个连续自然数之和最小是多少?
【考点】分解质因数 【难度】2 星 【题型】解答
【解析】【解析】首先分解质因数, 2004 7 20 2 2 2 2 3 5 7 167 ,其中最大的质因数是 167,所以所要求
的三个连续自然数中必定有 167 本身或者其倍数. 165 3 5 1 ,166 2 83 ,168 2 2 2 3 7 ,
169 13 13 ,所以165 166 167 ,166 167 168 ,167 168 169 都没有 4 个 2,不满足题意.说明
167 不 可 行 . 尝 试 334 167 2 , 335 5 67 , 336 2 2 2 2 3 7 ,
334 335 336 2 2 2 2 2 3 5 7 67 167 ,包括了 2004 7 20 中的所有质因数,所以这组
符合题意,以此三数之和最小为 1005.
【答案】1005
【例 10】A 是乘积为 2007 的 5 个自然数之和,B 是乘积为 2007 的 4 个自然数之和。那么 A、B 两数之差的
最大值是 。
【考点】分解质因数 【难度】3 星 【题型】填空
【关键词】华杯赛,五年级,决赛,第 8 题,10 分
【解析】2007=1×1×3×3×223=1×1×1×9×223=1×1×1×3×669=1×1×1×1×2007,所以 A 的可能值是 231 或 235 或
675 或 2011,又 2007=1×3×3×223=1×1×9×223=1×1×3×669=1×1×1×2007,所以 B 的可能值是 230 或
234 或 674 或 2010,A、B 两数之差的最大值为 2011-230=1781。
【答案】1781
【例 11】(老师可以先引入:小明一家四兄弟,大哥叫大毛,二哥叫二毛,三哥叫三毛,那老四叫什么?)
大毛、二毛、三毛、小明四个人,他们的年龄一个比一个大 2 岁,他们四个人年龄的乘积是 48384 。
问他们四个人的年龄各是几岁?
【考点】分解质因数 【难度】2 星 【题型】填空
【解析】题中告诉我们, 48384 是四个人年龄的乘积,只要我们把 48384 分解质因数,再按照每组相差 2 来
分成四个数相乘,这四个数就是四个人的年龄了。
48384 28 33 7 (22 3) (2 7) 24 (2 32) 12 14 16 18 ,由此得出这四个人的年龄分别
是 12 岁、14 岁、16 岁、18 岁。由题意可知,这四个数是相差 2 的四个整数。它们的积是偶数,
当然这四个数不是奇数,一定是偶数。又因为 48384 的个位数字不是 0,显然这四个数中,没有
个位数字是 0 的,那么这四个数的个位数字一定是 2、4、6、8。又因为 410 48384 ,而 448384 20 ,
所以可以断定,这四个数一定是 12、14、16、18。也就是说,这四个人的年龄分别是 12 岁、14
岁、16 岁、18 岁。答:这四个人的年龄分别是 12 岁、14 岁、16 岁、18 岁。
【答案】12 岁、14 岁、16 岁、18 岁
【例 12】甲数比乙数大 5 ,乙数比丙数大 5 ,三个数的乘积是 6384 ,求这三个数?
【考点】分解质因数 【难度】2 星 【题型】解答
【解析】【解析】将 6384 分解质因数, 6384 2 2 2 2 3 7 19 ,则其中必有一个数是19 或19 的倍数;经试算,
19 5 14 2 7 ,19 5 24 2 2 2 3 ,恰好14 19 24 6384 ,所以这三个数即为14 ,19 ,24 .
一般象这种类型的题,都是从最大的那个质因数去分析.如果这道题里19 不符合要求,下一个该考虑
38 ,再下一个该考虑 57 ,依此类推.
【答案】14 ,19 , 24
【例 13】四个连续自然数的乘积是 3024,这四个自然数中最大的一个是多少?
【考点】分解质因数 【难度】2 星 【题型】填空
【解析】【解析】分解质因数 4 33024 2 3 7 ,考虑其中最大的质因数 7,说明这四个自然数中必定有一个是 7 的倍
数.若为 7,因 3024 不含有质因数 5,那么这四个自然数可能是 6、7、8、9 或 7、8、9、10(10 仍含
有 5,不行),经检验 6、7、8、9 恰符合.
【答案】9
【例 14】植树节到了,某市举行大型植树活动,共有 1430 人参加植树,要把人数分成相等的若干队,且每
队人数在 100 至 200 之间,则有分法( )。
A、3 种 B、7 种 C、11 种 D、13 种
【考点】分解质因数 【难度】3 星 【题型】选择
【关键词】华杯赛,五年级,初赛,第 4 题
【解析】只要找到 100 到 200 之间可以整除 1430 的数即可。1430 可分解成 2,5,11,13 的乘积,所以可以
按每组 110 人,130 人,143 人分组,共有 3 个方案。所以答案为 A
【答案】 A
【例 15】a、b、c、d、e 这五个无数各不相同,它们两两相乘后的积从小到大排列依次为:3,6,15,18,
20,50,60,100,120,300.那么,这五个数中从小大大排列第 2 个数的平方是___________。
A. 1 B. 3 C. 5 D. 10
【考点】分解质因数 【难度】5 星 【题型】选择
【关键词】迎春杯,中年级,复试,2 题
【解析】【解析】D,解:设 a b c d e 。由 3, 6ab ac 推知 2c b ;由 120, 300ce de 推知 5 52d c b 。
22 2bc b b b , 25 5bd b b b , 22 5 10cd b b b 。在15,18,20,50,60,100 中,满足 2:5:10 的
三个数是 20,50,100, 所以 2 100 10 10b 。
【答案】 D
【例 16】a、b、c、d、e 这五个数各不相同,他们两两相乘后的积从小到大排列依次为:0.3、0.6、1.5、1.8、
2、5、6、10、12、30。将这五个数从小到大排成一行,那么,左起第 2 个数是_________。
(A)0.3 (B)0.5 (C)1 (D)1.5
【考点】分解质因数 【难度】5 星 【题型】选择
【关键词】迎春杯,高年级,复试,2 题
【解析】【解析】 C ,设 a b c d e 。由题意知, 0.3ab , 0.6ac ,推知 2c b ;由 12ce , 30de ,推知
30 5 512 2d c c b , 22 2bc b b b , 25 5bd b b b , 22 5 10cd b b b ,在1.5,1.8,2,5,6,10 中,
满足 2:5:10 的三个数是 2,5,10 ,所以 210 10b , 2 1b , 1b 。
【答案】1
【例 17】将 1~9 九个自然数分成三组,每组三个数.第一组三个数的乘积是 48,第二组三个数的乘积是 45,
第三组三个数字之和最大是多少?
【考点】分解质因数 【难度】2 星 【题型】解答
【解析】分解质因数 45 3 3 5 , 48 2 2 2 2 3 ,可知 45 只能是 1,5,9 的乘积,而 48 可能是 2,4,
6 或 2,3,8 或 1,6,8(舍去),则第三组的三个数可能是 3,7,8 或 4,6,7,其中和最大的是3 7 8 18 .
【答案】18
【例 18】一个长方体的长、宽、高都是整数厘米,它的体积是 1998 立方厘米,那么它的长、宽、高的和的
最小可能值是多少厘米?
【考点】分解质因数 【难度】3 星 【题型】解答
【解析】我们知道任意个已确定个数的数的乘积一定时,它们相互越接近,和越小.如 3 个数的积为 18,则
三个数为 2、3、3 时和最小,为 8.1998=2×3×3×3×37,37 是质数,不能再分解,所以 2×3×3×3 对
应的两个数应越接近越好.有 2×3×3×3=6×9 时,即 1998=6×9×37 时,这三个自然数最接近.它们的
和为 6+9+37=52(厘米).
【答案】52
【例 19】一个长方体的长、宽、高是连续的 3 个自然数,它的体积是 39270 立方厘米,那么这个长方体的表
面积是多少平方厘米?
【考点】分解质因数 【难度】3 星 【题型】解答
【解析】39270=2×3×5×7×11×17,为三个连续自然数的乘积,而 34×34×34 最接近 39270,39270 的约数中接
近或等于 34 的有 35、34、33,有 33×34×35=39270.所以 33、34、35 为满足题意的长、宽、高.则
长方体的表面积为:
2×(长×宽+宽×高+高×长)=2×(33×34+34×35+35×33)=6934(平方厘米).
方法二:39270=2×3×5×7×11×17,为三个连续自然数的乘积,考虑质因数 17,如果 17 作为长、宽或
高显然不满足.当 17 与 2 结合即 34 作为长方体一条边的长度时有可能成立,再考虑质因数 7,与
34 接近的数 32~36 中,只有 35 含有 7,于是 7 与 5 的乘积作为长方体的一条边的长度.而 39270
的 质 因 数 中 只 剩 下 了 3 和 1l , 所 以 这 个 长 方 体 的 大 小 为 33×34×35 . 长 方 体 的 表 面 积 为
2×( 39270
33 + 39270
34 + 39270
35 )=2×(1190+1155+1122)=2×3467=6934(平方厘米).
【答案】6934
【例 20】如果两数的和是 64,两数的积可以整除 4875,那么这两个数的差等于多少?
【考点】分解质因数 【难度】3 星 【题型】解答
【解析】【解析】4875=3×5×5×5×13,有 a×b 为 4875 的约数,且这两个数的和为 64.发现 39=3×13、25=5×5 这两个
数的和为 64,所以 39、25 为满足题意的两个数.那么它们的差为 39-25=14。
【答案】14
【例 21】有两个整数,它们的和恰好是两个数字相同的两位数,它们的乘积恰好是三个数字相同的三位数.
求这两个整数分别是多少?
【考点】分解质因数 【难度】3 星 【题型】解答
【解析】【解析】两位数中,数字相同的两位数有 11、22、33、44、55、66、77、88、99 共九个,它们中的每个数都
可以表示成两个整数相加的形式,例如 33 1 32 2 31 3 30 16 17 ,共有 16 种形式,
如果把每个数都这样分解,再相乘,看哪两个数的乘积是三个数字相同的三位数,显然太繁琐了.可
以从乘积入手,因为三个数字相同的三位数有 111、222、333、444、555、666、777、888、999,每
个数都是 111 的倍数,而111 37 3 ,因此把这九个数表示成一个两位数与一个一位数或两个两位
数相乘时,必有一个因数是 37 或 37 的倍数,但只能是 37 的 2 倍(想想为什么?)3 倍就不是两位数
了.
把 九 个 三 位 数 分 解 : 111 37 3 、 222 37 6 74 3 、 333 37 9 、 444 37 12 74 6 、
555 37 15 、 666 37 18 74 9 、 777 37 21 、888 37 24 74 12 、 999 37 27 .
把两个因数相加,只有( 74 3 ) 77 和( 37 18 ) 55 的两位数字相同.所以满足题意的答案是 74 和 3,
37 和 18.
【答案】74 和 3,37 和 18
【例 22】如果一个数,将它的数字倒排后所得的数仍是这个数,我们称这个数为回文数.如年份数 1991,
具有如下两个性质:①1991 是一个回文数.②1991 可以分解成一个两位质数回文数和一个三位质
数回文数的积.在 1000 年到 2000 年之间的一千年中,除了 1991 外,具有性质①和②的年份数,
有哪些?
【考点】分解质因数 【难度】3 星 【题型】解答
【解析】【解析】这一千年间回文数年份共有 10 个,除去 1991 外,还有 1001,1111,1221,1331,1441,1551,1661,
1771,1881.符合条件②的两位质数只能是 11,所以符合条件②的只有三个,即
11 101 1111, 11 131 1441,11 15l 1661.
【答案】11 101 1111, 11 131 1441,11 15l 1661
【例 23】有一种最简真分数,它们的分子与分母的乘积都是 140.如果把所有这样的分数从小到大排列,那
么第三个分数是多少?
【考点】分解质因数 【难度】3 星 【题型】解答
【解析】【解析】有 140=2×2×5×7,要保证分数最简即要让分子与分母是互质的,那么两个质因数 2 必须同时位于分
子或者同时位于分母的位置上。这样由小到大的最简分数依次是.
1 1 2 2 4 5 5 7 7, , ,2 2 5 7 140 5 7 35 2 2 7 28 2 2 5 20
,倒数第三小的是 5
28
。
【答案】 5
28
【例 24】纯循环小数 0.abc 写成最简分数时,分子和分母的和是 58 ,则三位数 _________abc
【考点】分解质因数 【难度】3 星 【题型】填空
【解析】【解析】如果直接把 0.abc 转化为分数,应该是
999
abc ,因此,化成最简分数后的分母应该是 999 的约数,我们
将 999 分解质因数得 : 3999 3 37 ,这个最简分数的分母应小于 58 ,而且大于 29 ,否则该分
数就变成了假分数了,符合这个要求的 999 的约数就只有 37 了,因此,分母应当为 37,分子就是
58 37 21 ,也就是说 210. 999 37 27 37
abc abcabc ,因此 21 27 567abc .
【答案】567
模块二、分解质因式
【例 25】三个质数的乘积恰好等于它们和的 11 倍,求这三个质数.
【考点】分解质因式 【难度】2 星 【题型】解答
【解析】【解析】设这三个质数分别是 a 、 b 、 c ,满足 11abc a b c ( ),则可知 a 、 b 、 c 中必有一个为 11,不妨
记为 a ,那么 11bc b c ,整理得( 1b )( 1c ) 12 ,又12 1 12 2 6 3 4 ,对应的 2b 、 13c
或 3b 、 7c 或 4b 、 5c (舍去),所以这三个质数可能是 2,11,13 或 3,7,11.
【答案】2、11、13 或 3、7、11
【例 26】三个质数的乘积恰好等于它们的和的 7 倍,求这三个质数.
【考点】分解质因式 【难度】2 星 【题型】解答
【解析】【解析】设这三个质数分别是 a 、b 、 c ,满足 7( )abc a b c ,则可知 a 、b 、c 中必有一个为 7,不妨记
为 a ,那么 7bc b c ,整理得 ( 1)( 1) 8b c ,又8 1 8 2 4 ,对应的 b 2、c 9(舍去)或 b 3、
c 5,所以这三个质数可能是 3,5,7
【答案】3、5、7
【例 27】如图,长方形周长为 20 ,面积为 24 。另一个长方形,面积为 20 ,周长为 24 。它的长是 ,
宽是 。
【考点】分解质因式 【难度】2 星 【题型】填空
【关键词】走美杯,3 年级,决赛,第 7 题,10 分
【解析】周长为 24 则,长和宽的和为 24 2 12 ,因为 20 1 20 2 10 4 5 ,因为10 2 12 ,所以它的
长是10 ,宽是 2 。
【答案】长是10 ,宽是 2
【例 28】在面前有一个长方体,它的正面和上面的面积之和是 209,如果它的长、宽、高都是质数,那么这
个长方体的体积是多少?
【考点】分解质因式 【难度】3 星 【题型】解答
【解析】 如下图,设长、宽、高依次为 a、b、c,有正面和上面的和为 ac+ab=209.
ac+ab=a×(c+b)=209,而 209=11×19.
当 a=11 时,c+b=19,当两个质数的和为奇数,则其中必定有一个数为偶质数 2,则 c+b=2+17;
当 a=19 时,c+b=11,则 c+b=2+9,b 为 9 不是质数,所以不满足题意.
所以它们的乘积为 11×2×17=374.
【答案】374
【例 29】两个不同的两位质数接起来可以得到一个四位数,比如由 17,19 可得到一个四位数 1719,由 19,17
也可得到一个四位数 1917.已知这样的四位数能被这两个两位质数的平均数所整除,试写出所有这
样的四位数。
【考点】分解质因式 【难度】3 星 【题型】解答
【解析】【解析】设这 2 个两位质数分别是 a 和 b ,则这个四位数是100a b ,根据条件可知: (100 )2
a b a b ,即
( a b )|( 200 2a b ),设 200 2a b ka b
,则 200 2a b k ( a b ),化简得( 200 k ) a ( 2k )b ,
因此 200
2
b k
a k
,其中 k 是整数, a 和 b 均为两位质数,设 200 k bm , 2k am ,则两式相加得
( a b ) 198m ,注意到 a 和b 都是质数即也是奇数,所以 a b 是198 的约数. 2198 2 3 11 ,由于
a 、 b 都是两位不同的质数,因为11 13 89 97a b 中的偶数,所以 66a b
【答案】1353、5313、1947、4719、2343、4323、2937、3729