初中数学培优竞赛讲座第26讲__整数整除的概念和性质

第二十六讲  整数整除的概念和性质
  对于整数和不为零的整数,总存在整数使得=bm+(0≤<b),其中称为商,称为余数,特别地,=0时,即=bm,便称被被整除(也称的倍数或的约数),记为|
  整除有以下基本性质:
1.若||,则|();
2.若||,则|
3.若| ,且()=1,则|,特别地,若质数|,则必有||
4.若||,且() =1,则|
解整除有关问题常用到数的整除性常见特征:
1.被2整除的数:个位数字是偶数;
2.被5整除的数:个位数字是0或5;
3.被4整除的数:末两位组成的数被4整除;被25整除的数,末两位组成的数被25整除;
4.被8整除的数:末三位组成的数被8整除;被125整除的数,末三位组成的数被125整除;
5.被3整除的数:数字和被3整除;
6.被9整除的数:数字和被9整除;
7.被11整除的数:奇数位数字和与偶数位数字和的差被11整除.
【例1】 一个自然数与13的和是5的倍数,与13的差是6的倍数,则满足条件的最小自然数是         
思路点拨 略                                                    (重庆市竞赛题)
注:确定已知条件来确定自然数,是数学活动中常见的一类问题,解这类问题时往往用到下列知识方法:
    (1)运用整除性质; (2)确定首位数字; (3)利用末位数字;(4)代数化; (5)不等式估算;
(6)分类讨论求解等.     
【例2】有三个正整数a、b、c其中a与b互质且b与c也互质,给出下面四个判断:①(a+c)2不能被b整除,②a2+c2不能被b整除:③(a+b)2不能被c整除;④a2+b2不能被c整除,其中,不正确的判断有(    ).
A.4个    B.3个    C 2个    D.1个
思路点拨  举例验证.                (“希望杯”邀请赛试题)
【例3】  已知7位数是72的倍数,求出所有的符合条件的7位数.    (江苏省竞赛题)
  思路点拨  7位数能被8,9整除,运用整数能被8、9整除的性质求出x,y的值.
【例4】(1)若a、b、c、d是互不相等的整数,且整数x满足等式(x一a)(x一b)(x一c)(x一d)一9=0,
求证:4︳(a+b+c+d).
    (2)已知两个三位数的和+能被37整除,证明:六位数也能被37整除.
    思路点拨  (1)x一a,x一b,x一c,x一d是互不相等的整数,且它们的乘积等于9,于是必须把9分解为4个互不相等的因数的积;(2)因已知条件的数是三位数,故应设法把六位数用三位数的形式表示,以沟通已知与求证结论的联系.
注:运用整除的概念与性质,建立关于数字谜中字母的方程、方程组,是解数学谜问题的重要技巧.
    华罗庚曾说:“善于‘退’,足够地,‘退’,‘退’到最原始而不失去重要性的地方,是学好数学的一个诀窍.”
从一般退到特殊,从多维退到低维,从空间退到平面,从抽象退到具体……只要不影响问题的求解,对于许多复杂的问题,以退求进是一种重要的解题思想. 
【例5】 (1)一个自然数N被10除余9,被9除余8,被8除余7,被7除余6,被6除余5,被5除余4,被3除余2,被2除余1,则N的最小值是        .    (北京市竞赛题)
    (2)若1059、1417、2312分别被自然数x除时,所得的余数都是y,则x—y的值等于(    ).
A.15      B.1      C.164      D.174              (“五羊杯”竞赛题)偶极子天线
(3)设N=,试问N被7除余几?并证明你的结论.          (安徽省竞赛题)
思路点拨  运用余数公式,余数性质,化不整除问题为整除问题.(1)N+1能分别被2,3,4,5,6,7,8,9,10整除,(2)建立关于x,y的方程组,通过解方程组求解,(3)从考察11,111,…111111被7除的余数人手.
【例6】盒中原有7个球,一位魔术师从中任取几个球,把每一个小球都变成了7个小球,
将其放回盒中,他又从盒中任取一些小球,把每一个小球又都变成了7个小球后放回盒中,如此进行,到某一时刻魔术师停止取球变魔术时,盒中球的总数可能是(    )
  A.1990个      B.1991个        C 1992个      D.1993个
思路点拨 无论魔术师如何变,盒中球的总数为6k+7个,其中k为自然数,经验证,1993=331×6+7符合要求.故选D.
【例7】在100以内同时被2、3、5整除的正整数有多少个?
    思路点拨  由于2与3互质,3与5互质,5与2互质(这种特性我们也称为2、3、5两两互质),所以同时被2、3、5整除的整数必然被2×3×5=30整除;另—方面,被30整除的正整数必然可同时被2、3、5整除,因此,在100以内同时被2、3、5整除的正整数就是在100以内被30整除的正整数,显然只有30、60、90三个.
【例8】某商场向顾客发放9999张购物券,每张购物券上印有一个四位数的号码,从0001到9999号,如果号码的前两位数字之和等于后两位数字之和,则称这张购物券为“幸运券”.证明:这个商场所发放的购物券中,所有的幸运券的号码之和能被101整除.
    思路点拨  显然,号码为9999是幸运券,除这张外,如果某个号码n是幸运券,那么号m=9999—n也是幸运券,由于9是奇数,所以m≠n.由于m+n=9999相加时不出现进位,这就是说,除去号码9999这张幸运券外,其余所有幸运券可全部两两配对,而每一对两个号码之和均为9999,即所有幸运券号码之和是9999的整倍数,而1019999,故知所有幸运券号码之和也能被101整除
  思考:“如果某个号码n是幸运券,那么号m=9999—n也是幸运券”,这是解决问题的关键,请你考虑这句话合理性.
若六位数是99的倍数,求整数a、b的值.
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    ∵能被9整除,∴8+1+a+b+9+3=21+a+b能被9整除,得3+a+b=9k制作无纺布手提袋l(k1为整数).  ①
    又能被11整除,∴8—1+a—b+9—3=13+a—b能被11整除,得2+a—b=11k2(k2为整数).  ②
环保润滑油    ∵  0≤a,b≤9 ∴  0≤a+b≤18,-9≤a-b≤9.
    由①、②两式,得3≤<9k1≤21,-7≤11k2≤1l,
    知k1=1,或k1=2;k2=0,或,而3+a+b与2+a—b的奇偶性相异,而k1=2,k2=1不符合题意.
投饵机故把k1=1,k2=0代人①、②两式,解方程组可求得a=2,b=4.
【例9】 写出都是合数的13个连续自然数.
思路点拨  方法一:直接寻
从2开始,在自然数2,3,4,5,6,…中把质数全部划去,若划去的两个质数之间的自然数个数不小于13个,则从中取13个连续的自然数,就是符合要求的一组解,例如:自然数114,115,116,…,126就是符合题意的一组解.
    方法二:构造法
    我们知道,若一个自然数a是2的倍数,则a+2也是2的倍数,若是3的倍数,则a+3也是3的倍数,…,若a是14的倍数,则a+14也母14的倍数,所以只要取a为2,3,…,14的倍
数,则a+2,a+3,…a+14分别为2,3,…,14的倍数,从而它们是13个连续的自然.
    所以,取a=2×3×4×…×14,则a+2,a+3,…,a+14必为13个都是合数的连续的自然数.
【例10】已知定由“若大于3的三个质数a、b、c满足关系式20+5b=c,则a+b+c是整数n的倍数”.试问:这个定理中的整数n的最大可能值是多少?请证明你的结论.
    思路点拨  先将a+b+c化为3(a+2b)的形式,说明a+b+c是3的倍数,然后利用整除的性质对a、b被3整除后的余数加以讨论得出a+2b也为3的倍数.
  ∵  =a+b+2a+5b=3(a+2b),
    显然,3a+b+c
    若设a、b被3整除后的余数分别为ra、rb,则ra≠0, rb ≠0.
    若ra≠rb,则ra=2,rb=1或ra=1,rb=2,则2a+5b =2(3m+2)+5(3n+1)=3(2m+5n+3),或者2a+5b=2(3p+1)+5(3q+2);3(2P+59+4),即2a+5b为合数与已知c为质数矛盾.
  ∴  只有ra=rb,则ra=rb=1或ra=rb=2.
  于是a+2b必是3的倍数,从而a+b+c是9的倍数.
  又2a+5b=2×11十5×5=47时,=
  a+b+c=11+5+47=63,
  2a+5b =2×13十5×7=61时,
  a+b+c =13+7+61=81,
  而(63,81)=9,故9为最大可能值.
注: 由余数切入进行讨论,是解决整除问题的重要方法.
【例11】一个正整数N的各位数字不全相等,如果将N的各位数字重新排列,必可得到一个最大数和一个最小数,若最大数与最小数的差正好等于原来的数N,则称N为“新生数”,试求所有的三位“新生数”.
    思路点拨  将所有的三位“新生数”写出来,然后设出最大数、最小数,求差后分析求出所有三位“新生数”的可能值,再进行筛选确定.
【例12】设N是所求的三位“新生数”,它的各位数字分别为a、b、c (a、b、c不全相等),将其各位数字重新排列后,连同原数共得6个三位数:,不妨设其中的最大数为,则最小数为.由“新生数”的定义,得N=rc延时电路—=(100a+l0b+c)一(100c+l0b+d)=99(a—c).
由上式知N为99的整数倍,这样的三位数可能为:198,297,396,495,594,693,792,891,990.这九个数中,只有954-459=495符合条件,故495是唯一的三位‘新生数”.
    注:本题主要应用“新生数”的定义和整数性质,先将三位“新生数”进行预选,然后再从中筛选出符合题意的数。这也是解答数学竞赛题的一种常用方法. 

本文发布于:2024-09-20 22:34:58,感谢您对本站的认可!

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