小升初数学整数问题1
第五讲 整数问题之一
整数是最基本的数,它产生了许多有趣的数学问题.在中、小学生的数学竞赛中,有关整数的问题占有重要的地位.我们除了从课本上学习整数知识以外,还必须通过课外活动来补充一些整数的知识,以及解决问题的思路和方法。
对于两位、三位或者更多位的整数,有时要用下面的方法来表示:
49=4×10+9,
235=2×100+3×10+5,
7064=7×1000+6×10+4,
…………………
就是
5.1 整除
整除是整数问题中一个重要的基本概念.如果整数a除以自然数b,商是整数且余数为0,我们就说a能被b整除,或b能整除a,或b整除a,记作b丨a.此时,b是a的一个因数(约数),a是b的倍数.
1.整除的性质
性质1 如果a和b都能被m整除,那么a+b,a-b也都能被m整除(这里设a>b).
例如:3丨18,3丨12,那么3丨(18+12),3丨(18-12).
性质2 如果a能被b整除,b能被c整除,那么a能被c整除。
例如: 3丨6,6丨24,那么3丨24.
性质3 如果a能同时被m、n整除,那么a也一定能被m和n的最小公倍数整除.
例如:6丨36,9丨26,6和9的最小公倍数是18,18丨36.
如果两个整数的最大公约数是1,那么它们称为互质的.
例如:7与50是互质的,18与91是互质的.
性质4 整数a,能分别被b和c整除,如果b与c互质,那么a能被b×c整除.
例如:72能分别被3和4整除,由3与4互质,72
能被3与4的乘积12整除.
性质4中,“两数互质”这一条件是必不可少的.72分别能被6和8整除,但不能被乘积48整除,这就是因为6与8不互质,6与8的最大公约数是2.
性质4可以说是性质3的特殊情形.因为b与c互质,它们的最小公倍数是b×c.事实上,根据性质4,我们常常运用如下解题思路:
要使a被b×c整除,如果b与c互质,就可以分别考虑,a被b整除与a被c整除.
能被2,3,4,5,8,9,11整除的数都是有特征的,我们可以通过下面讲到的一些特征来判断许多数的整除问题.
2.数的整除特征
(1)能被2整除的数的特征:
如果一个整数的个位数是偶数,那么它必能被2整除.
(2)能被5整除的数的特征:
如果一个整数的个位数字是0或5,那么它必能被5整除.
(3)能被3(或9)整除的数的特征:
如果一个整数的各位数字之和能被3(或9)整除,那么它必能被3(或9)整除.
(4)能被4(或25)整除的数的特征:
如果一个整数的末两位数能被4(或25)整除,那么它必能被4(或25)整除.
(5)能被8(或125)整除的数的特征:
如果一个整数的末三位数能被8(或125)整除,那么它必能被8(或125)整除.
(6)能被11整除的数的特征:
如果一个整数的奇数位数字之和与偶数位数字之和的差(大减小)能被11整除,那么它必能被11整除.
是什么数字?
解:18=2×9,并且2与9互质,根据前面的性质4,可以分别考虑被2和9整除.
要被2整除,b只能是0,2,4,6,8.
再考虑被9整除,四个数字的和就要被9整除,已有7+4=11.
如果 b=0,只有 a=7,此数是 7740;
如果b=2,只有a=5,此数是7542;
如果b=4,只有a=3,此数是 7344;
如果 b=6,只有 a=1,此数是 7146;
如果b=8,只有a=8,此数是7848.
因此其中最小数是7146.
根据不同的取值,分情况进行讨论,是解决整数问题常用办法,例1就是一个典型.
例2 一本老账本上记着:72只桶,共□67.9□元,其中□处是被虫蛀掉的数字,请把这笔账补上.
解:把□67.9□写成整数679,它应被72整除.72=9×8,9与8又互质.按照前面的性质4,只要分别考虑679被8和被9整除.从被8整除的特征,79要被8整除,因此b=2.从6792能被9整除,按照被9整除特征,各位数字之和+24能被9整除,因此a=3.
这笔帐是367.92元.
例3 在1,2,3,4,5,6六个数字中选出尽可能多的不同数字组成一个数(有些数字可以重复出现),使得能被组成它的每一个数字整除,并且组成的数要尽可能小.
解:如果选数字5,组成数的最后一位数字就必须是5,这样就不能被偶数2,4,6整除,也就是不能选2,4,6.为了要选的不同数字尽可能多,我们只能不选5,而选其他五个数字1,2,3,4,6.1+2+3+4+6=16,为了能整除3和6,所用的数字之和要能被3整除,只能再添上一个2,16+2=18能被3整除.为了尽可能小,又要考虑到最后两位数能被4整除.组成的数是
122364.
例4 四位数7□4□能被55整除,求出所有这样的四位数.
解:55=5×11,5与11互质,可以分别考虑被5与11整除.
要被5整除,个位数只能是0或5.
再考虑被11整除.
(7+4)-(百位数字+0)要能被11整除,百位数字只能是0,所得四位数是7040.
(7+4)-(百位数字+5)要能被11整除,百位数字只能是6(零能被所有不等于零的整数整除),所得四位数是7645.
满足条件的四位数只有两个:7040,7645.
例5 一个七位数的各位数字互不相同,并且它能被11整除,这样的数中,最大的是哪一个?
,要使它被11整除,要满足
(9+7+5+b)-(8+6+a)=(21+b)-(14+a)
能被11整除,也就是7+b-a要能被11整除,但是a与b只能是0,1,2,3,4中的两个数,只有b=4,a=0,满足条件的最大七位数是9876504.
再介绍另一种解法.
先用各位数字均不相同的最大的七位数除以11(参见下页除式).
要满足题目的条件,这个数是9876543减6,或者再减去11的倍数中的一个数,使最后两位数字是0,1,2,3,4中的两个数字.
43-6=37,37-11=26,26-11=15,15-11=4,因此这个数是9876504.
思考题:如果要求满足条件的数最小,应如何去求,是哪一个数呢?
(答:1023495)
例6 某个七位数1993□□□能被2,3,4,5,6,7,8,9都整除,那么它的最后三个数字组成的三位数是多少?
与上例题一样,有两种解法.
解一:从整除特征考虑.
这个七位数的最后一位数字显然是0.
另外,只要再分别考虑它能被9,8,7整除.
1+9+9+3=22,要被9整除,十位与百位的数字和是5或14,要被8整除,最后三位组成的三位数要能被8整除,因此只可能是下面三个数:
1993500,1993320,1993680,
其中只有199320能被7整除,因此所求的三位数是320.
解二:直接用除式来考虑.
2,3,4,5,6,7,8,9的最小公倍数是2520,这个七位数要被2520整除.
现在用1993000被2520来除,具体的除式如下:
因为 2520-2200=320,所以1993000+320=1993320能被2520整除.
例7 下面这个41位数
能被7整除,中间方格代表的数字是几?
解:因为 111111=3×7×11×13×37,所以
555555=5×111111和999999=9×111111
都能被7整除.这样,18个5和18个9分别组成的18位数,也都能被7整除.
右边的三个加数中,前、后两个数都能被7整除,那么只要中间的55□99能被7整除,原数就能被7整除.
把55□99拆成两个数的和:
55A00+B99,
其中□=A+B.
因为7丨55300,7丨399,所以□=3+3=6.
注意,记住111111能被7整除是很有用的.
例8 甲、乙两人进行下面的游戏.
两人先约定一个整数N.然后,由甲开始,轮流把0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十个数字之一填入下面任一个方格中
每一方格只填一个数字,六个方格都填上数字(数字可重复)后,就形成一个六位数.如果这个六位数能被N整除,就算乙胜;如果这个六位数不能被N整除,就算甲胜.
如果N小于15,当N取哪几个数时,乙能取胜?
解:N取偶数,甲可以在最右边方格里填一个奇数(六位数的个位),就使六位数不能被N整除,乙不能获胜.N=5,甲可以在六位数的个位,填一个不是0或5的数,甲就获胜.
上面已经列出乙不能获胜的N的取值.
如果N=1,很明显乙必获胜.
如果N=3或9,那么乙在填最后一个数时,总是能把六个数字之和,凑成3的整数倍或9的整数倍.因此,乙必能获胜.
考虑N=7,11,13是本题最困难的情况.注意到1001=7×11×13,乙就有一种必胜的办法.我们从左往右数这六个格子,把第一与第四,第二与第五,第三与第六配对,甲在一对格子的一格上填某一个数字后,乙就在这一对格子的另一格上填同样的数字,这就保证所填成的六位数能被1001整除.根据前面讲到的性质2,这个六位数,能被7,11或13整除,乙就能获胜.
综合起来,使乙能获胜的N是1,3,7,9,11,13.
记住,1001=7×11×13,在数学竞赛或者做智力测验题时,常常是有用的.