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第28讲带余数除法
知识方法扫描
(1)对于整数a、b,a除以b的商为整数q,余数为r,则a=bq+r(0≤rb).
(2)两个整数被同一个整数m除所得的余数相同,称为同余,记作a≡b(modm),同余有如下简单性质:
①如果a≡b(modm),那么m|(a-b),反之,如果m|(a-b),那么有a=b(modm).
②如果a≡b(modm),b≡c(modm),那么a≡c(modm).
③如果a≡b(modm),c≡d(modm),那么a+c≡b+d(modm),a-c≡b-d(modm),ac≡bd(modm).
(3)一个整数按其被正整数n所除得到的余数有n种:0,1,2,…,n—1.我们将余数相同的归为一类,称为剩余类.
本讲常用的解题方法、技巧有:
(1)在带余数除数的问题中,要注意被除数、除数、商数和余数的关系,经常用到恒等变形的方法技巧.
(2)整数的末位数字实际上是它被10除所得的余数,末位数问题要注意运用余数问题的方法解决,正整数幂的末位数周期性变化的规律需要注意.
(3)按余数对整数分类讨论,是处理整数问题的重要方法,其中奇偶分析是特例.
(4)在运用抽屉原理来处理整数问题时,经常利用剩余类来构造“抽屉”.
经典例题解析
【例28-1】甲、乙、丙三个数分别是312、270、211,用正整数A分别去除这三个数,除甲所得余数是除乙所得余数的2倍,除乙所得余数是除丙所得余数的2倍,求这个正整数A.
解设用正整数A分别去除这三个数所得到的商是q?、q?和q?,余数是4r、2r和r,则有312=Aq
2×②—①,得228=A
2×③—②,得152=A
而228=22×3×19,152=23×19.
所以A可能的取值是2、4、19、38、19×22.
经检验,19是唯一解.
【例28-2】小明将164个桃子分给一群猴子,余下的几个留给了自己.每只猴子得到了数目相同的桃子,小明留给自己的桃子数是一只猴子的1/4.问:共有多少只猴子?
解设有n只猴子,小明留给自己p个桃子,每只猴子分到了4p个桃子.则
164--p=4pn.①
由式①得p(4n+1)=164.
注意,4n+1被4除的余数是1,而164=4×41,164被4除的余数是1的非1因数只有41,所以4n+1=41.解得n=10.故共有10只猴子.
评注例28-2中,由式①可知,p是4的倍数.令p=4p?,则41?p?=4p?n,41?p?是4的倍数.令p?=4k+1,,则40-4k=4(4k+1)n,即n=
因为n是正整数,所以k=0.当k=0时,n=10.
【例28-3】一支总人数是5的倍数且不少于1000的游行队伍,若按每横排4人编队,最后差3人;若按每横排3人编队,最后差2人;若按每横排2人编队,最后差1人,求这支游行队伍的人数最少是多少?
纷析我们用综合法来探求本题的解题途径,依题意可设总人数为5p(暂不考虑“不少于1000”这一条件),按每排4人编队最后“差3人”,可理解为“多1人”;同理,按每排3人编队“差2人”,每排2人编队“差1人”都可理解为“多1人”,由整数的整除性可知,5p分别被4、3、2除时均余1,故5p—1是12的倍数,循此思路,可得出结果.
解设总人数为5p(p为正整数),由题设可知,5p分别被4、3、2除时均余1,即5p-1是12的倍数,于是可令5p-1=12q(q为正整数),因此得
p=12q+1
式①中使p为正整数的最小q值为2,于是,可令q=5r+2(r为正整数),代入式①得p=12
5p=25+60r.②
依题意,得25+60r≥1000,所以r≥1000?25
【例28-4】证明:对任意正整数k,2k—1和2k+1两个数中,至少有一个不能等于两个整数的平方和.
证明假设命题不成立,则两奇数2k—1和2k+1必都等于一奇数和一偶数的平方和,于是存在整数m、n、p、q,使得2k—1=(2m+1)2+(2n)2,2k+1=(2p+1)2+(2q)2.
两式相加,得4k=2m+12+
等式右边是4的倍数,而左边不是4的倍数,矛盾.
所以假设不成立,即2k—1和2k+1两个数中,至少有一个不能等于
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