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六年级奥数第27讲-同余法解题(教)

学科教师辅导讲义学员编号:年级:六年级课时数:3学员姓名:辅导科目:奥数学科教师:授课主题第27讲——同余法解题授课类型T同步课堂P实战演练S归纳总结余数问题主要包括了带余除法的定义,三大余数定理(加法余数定理,乘法余数定理,教学目标和同余定理),及中国剩余定理和有关弃九法原理的应用。

授课日期及时段T(Textbook-Based)——同步课堂知识梳理一、带余除法的定义及性质一般地,如果a是整数,b是整数(b≠0),若有a÷b=q……r,也就是a=b×q+r,0≤r<b;我们称上面的除法算式为一个带余除法算式。

这里:(1)当0r=时:我们称a可以被b整除,q称为a除以b的商或完全商(2)当0r≠时:我们称a不可以被b整除,q称为a除以b的商或不完全商二、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。

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。

2.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。

3.同余定理若两个整数a、b被自然数m除有相同的余数,那么称a、b对于模m同余,用式子表示为:a≡b ( mod m ),左边的式子叫做同余式。

同余式读作:a同余于b,模m。

由同余的性质,我们可以得到一个非常重要的推论:若两个数a,b除以同一个数m得到的余数相同,则a,b的差一定能被m整除用式子表示为:如果有a≡b ( mod m ),那么一定有a-b=mk,k是整数,即m|(a-b)三、中国剩余定理1.中国古代趣题韩信点兵又称为中国剩余定理,相传汉高祖刘邦问大将军韩信统御兵士多少,韩信答说,每3人一列余1人、5人一列余2人、7人一列余4人、13人一列余6人……。

刘邦茫然而不知其数。

我们先考虑下列的问题:假设兵不满一万,每5人一列、9人一列、13人一列、17人一列都剩3人,则兵有多少?首先我们先求5、9、13、17之最小公倍数9945(注:因为5、9、13、17为两两互质的整数,故其最小公倍数为这些数的积),然后再加3,得9948(人)。

2.核心思想和方法对于这一类问题,我们有一套看似繁琐但是一旦掌握便可一通百通的方法,下面我们就以《孙子算经》中的问题为例,分析此方法:今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何?题目中我们可以知道,一个自然数分别除以3,5,7后,得到三个余数分别为2,3,2.那么我们首先构造一个数字,使得这个数字除以3余1,并且还是5和7的公倍数。

先由5735⨯=,即5和7的最小公倍数出发,先看35除以3余2,不符合要求,那么就继续看5和7的“下一个”倍数35270⨯=是否可以,很显然70除以3余1类似的,我们再构造一个除以5余1,同时又是3和7的公倍数的数字,显然21可以符合要求。

最后再构造除以7余1,同时又是3,5公倍数的数字,45符合要求,那么所求的自然数可以这样计算:k k⨯+⨯+⨯±=-,其中k是从1开始的自然数。

270321245[3,5,7]233[3,5,7]也就是说满足上述关系的数有无穷多,如果根据实际情况对数的范围加以限制,那么我们就能找到所求的数。

例如对上面的问题加上限制条件“满足上面条件最小的自然数”,那么我们可以计算2703212452[3,5,7]23⨯+⨯+⨯-⨯=得到所求如果加上限制条件“满足上面条件最小的三位自然数”,我们只要对最小的23加上[3,5,7]即可,即23+105=128。

典例分析10,17,24,31,38,45,52,…;三个条件都符合的最小的数是52,其后的是一次加上3、5、7的最小公倍数,直到加到1000和1200之间.结果是10510521102⨯+=.方法3:设这个自然数为a,被3除余1,被5除余2,可以理解为被3除余321+,所以满⨯+,被5除与52足前面两个条件的157÷=L,m+除以7余3,即15m除以7余3,而15721a m=+ (m为自然数),只需157只需m除以7余3,m最小为3,所以满足三个条件的最小自然数为315752⨯+=,那么这个数在1000和1200之间,应该是10510521102⨯+=.例2、一个大于10的自然数,除以5余3,除以7余1,除以9余8,那么满足条件的自然数最小为多少?【解析】根据总结,我们发现三个数中前两个数的除数与余数的和都是53718+=+=,这样我们可以把余数都处理成8,即一个数除以5余3相当于除以5余8,除以7余1相当于除以7余8,所以可以看成这个数除以5、7、9的余数都是8,那么它减去8之后是5、7、9的公倍数.而[]=,所以这个数最小为31583235,7,9315+=.例3、一个数除以3余2,除以5余3,除以7余4,问满足条件的最小自然数为多少?【解析】法一:根据总结,我们发现前面两种都不符合,所以可以使用普遍适用的“中国剩余定理”,步骤如下:分别找出除以7余4的3、5的公倍数,除以5余3的3、7的公倍数,除以3余2的5、7的公倍数,分别是:60、63、35;可见606335158++=满足我们的条件,但是要求的是满足条件的最小的自然数,158不是最小的,对此的处理方法就是减去3、5、7的最小公倍数的若干倍,使结果小于最小公倍数.所以答案为:15810553-=.法二:逐步构造符合条件的最小自然数,首先求符合后面两个条件的最小自然数,依次用7的倍数加4,当4被加上两个7时得到18,恰好除以5余3,此时符合后两个条件;再依次用7和5的最小公倍数的倍数加18,当18被加上1个35个,得到53,检验符合三个条件.所以所求的最小自然数就是53.例4、在200至300之间,有三个连续的自然数,其中,最小的能被3整除,中间的能被7整除,最大的能被13整除,那么这样的三个连续自然数分别是多少?【解析】先找出两个连续自然数,第一个被3整除,第二个被7整除.例如,找出6和7,下一个连续自然数是8.3和7的最小公倍数是21,考虑8加上21的整数倍,使加得的数能被13整除.82112260+⨯=,能被13整除,那么258,259,260这三个连续自然数,依次分别能被3,7,13整除,又恰好在200至300之间.由于3,7,13的最小公倍数为273,所以在200至300之间只有258,259,260这三个数满足条件.例5、一个数除以3、5、7、11的余数分别是2、3、4、5,求符合条件的最小的数.【解析】法一:将3、5、7、11这4个数3个3个一起分别计算公倍数,如表:3、5、7的公倍数中被11除余5的数不太好找,但注意到210除以11余1,所以21051050⨯=被11除余5,由此可知77069316510502678+++=是符合条件的一个值,但不是最小值,还需要减去3、5、7、11的公倍数使得它小于它们的最小公倍数.由于3、5、7、11的最小公倍数是1155,所以267811552368-⨯=是符合条件的最小值.法二:对于这种题目,也可以先求满足其中3个余数条件的,比如先求满足除以3、5、7的余数分别是2、3、4的,既可采用中国剩余定理,得到702213154263⨯+⨯+⨯=是满足前3个余数条件的,从而其中最小的是+⨯=除以11的余数为-⨯=;由于53除以11的余数为9,105除以11的余数为6,可知963272631052535,所以531053368+⨯=是满足条件的最小数.也可以直接观察发现这个数乘以2之后除以3、5、7的余数分别是4、6、8,也就是除以3、5、7的余数都是1,所以满足前三个条件的数最小为(3571)253⨯⨯+÷=,后面的步骤与上面的解法相同.P (Practice-Oriented)——实战演练➢ 课堂狙击1、有一个整数,除39,51,147所得的余数都是3,求这个数.【解析】(法1) 39336-=,1473144-=,(36,144)12=,12的约数是1,2,3,4,6,12,因为余数为3要小于除数,这个数是4,6,12;(法2)由于所得的余数相同,得到这个数一定能整除这三个数中的任意两数的差,也就是说它是任意两数差的公约数.513912-=,14739108-=,(12,108)12=,所以这个数是4,6,12.2、求19973的最后两位数.【解析】即考虑19973除以100的余数.由于100425=⨯,由于3327=除以25余2,所以93除以25余8, 103除以25余24,那么203除以25余1;又因为23除以4余1,则203除以4余1;即2031-能被4 和25整除,而4与25互质,所以2031-能被100整除,即203除以100余1,由于1997209917=⨯+,所以19973除以100的余数即等于173除以100的余数,而63729=除以100余29,53243=除以100余43,176253(3)3=⨯,所以173除以100的余数等于292943⨯⨯除以100的余数,而29294336163⨯⨯=除以100余63,所以19973除以100余63,即19973的最后两位数为63.实战演练又因为2903193(mod271)≡,803261(mod271)≡,464193(mod271)≡,所以29038034642611932611932610(mod 271)n n n n n n n n A =--+≡--+≡,故A 能被271整除.因为7与271互质,所以A 能被1897整除.1、(南京市少年数学智力冬令营试题) 20032与22003的和除以7的余数是________.【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20033667222⨯+=,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415+=.2、(全国小学数学奥林匹克试题)六张卡片上分别标上1193、1258、1842、1866、1912、2494六个数,甲取3张,乙取2张,丙取1张,结果发现甲、乙各自手中卡片上的数之和一个人是另—个人的2倍,则丙手中卡片上的数是________.(第五届小数报数学竞赛初赛)【解析】根据“甲、乙二人各自手中卡片上的数之和一个人是另一个人的2倍”可知,甲、乙手中五张卡片上的数之和应是3的倍数.计算这六个数的总和是11931258184218661912249410565+++++=,10565除以3余2;因为甲、乙二人手中五张卡片上的数之和是3的倍数,那么丙手中的卡片上的数除以3余2.六个数中只有1193除以3余2,故丙手中卡片上的数为1193.3、(奥数网杯)已知20082008200820082008a =L 144424443个,问:a 除以13所得的余数是多少?【解析】2008除以13余6,10000除以13余3,注意到200820082008100002008=⨯+;20082008200820082008100002008=⨯+;2008200820082008200820082008100002008=⨯+;L L根据这样的递推规律求出余数的变化规律:20082008除以13余6361311⨯+-=,200820082008除以13余1136390⨯+-=,即200820082008是13的倍数.直击赛场如果将孔数减1,那么得数既是3的倍数也是5的倍数,因而是15的倍数.这个15的倍数加上1 就等于孔数,设孔数为a ,则151a m =+(m 为非零自然数)而且a 能被7整除.注意15被7除余1,所以156⨯被7除余6,15的6倍加1正好被7整除.我们还可以看出,15的其他(小于的7)倍数加1都不能被7整除,而157105⨯=已经大于100.7以上的倍数都不必考虑,因此,总孔数只能是156191⨯+=.S (Summary-Embedded)——归纳总结一、带余除法的定义及性质二、三大余数定理:1.余数的加法定理2.余数的乘法定理3.同余定理四、中国剩余定理1.中国古代趣题2.核心思想和方法弃九法原理 重点回顾名师点拨在公元前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1234189818922678967178902889923++++=1234除以9的余数为11898除以9的余数为818922除以9的余数为4678967除以9的余数为7178902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。

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