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小学奥数数论基础知识(小学奥数数论)

小学奥数数论基础知识(小学奥数数论)8、位值。7、进制;4、质数合数‘5、约数倍数;6、平方;

小学奥数数论基础知识(小学奥数数论)(1)

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小学奥数-数论

1、奇偶;

2、整除;

3、余数;

4、质数合数‘

5、约数倍数;

6、平方;

7、进制;

8、位值。

一、 奇偶:

一个整数或为奇数,或为偶数,二者必居其一。

奇偶数有如下运算性质:

(1)奇数±奇数=偶数 偶数±偶数=偶数

奇数±偶数=奇数 偶数±奇数=奇数

(2)奇数个奇数的和(或差)为奇数;偶数个奇数的和(或差)为偶数,任意多个偶数的和(或差)总是偶数。

(3)奇数×奇数=奇数 偶数×偶数=偶数

奇数×偶数=偶数

(4)若干个整数相乘,其中有一个因数是偶数,则积是偶数;如果所有的因数都是奇数,则积是奇数。

(5)偶数的平方能被4整队,奇数的平方被4除余1。

上面几条规律可以概括成一条:几个整数相加减,运算结果的奇偶性由算式中奇数的个数所确定;如果算式中共有偶数(注意:0也是偶数)个奇数,那么结果一定是偶数;如果算式中共有奇数个奇数,那么运算结果一定是奇数。

二、 整除:

掌握能被30以下质数整除的数的特征。

被2整除的数的特征为:它的个位数字之和可以被2整除.

被3(9)整除的数的特征为:它的各位数字之和可以被3(9)整除。 被5整除的数的特征为:它的个位数字之和可以被5整除。

被11整除的数的特征是:它的奇位数字之和与偶位数字之和的差(大减小)能被11整除。

下面研究被7、11、13整除的数的特征。有一关键性式子:7×11×13=1001。 判定某数能否被7或11或13整除,只要把这个数的末三位与前面隔开,分成两个独立的数,取它们的差(大减小),看它是否被7或11或13整除。 此法则可以连续使用。

例:N=987654321.判定N是否被11整除。

因为654不能被11整除,所以N不能被11整除。

例:N=215332.判定N是否被7、11、13整除。

1

由于117=13×9,所以117能被13整除,但不能被7、11整除,因此N能被13整除,不能被7、11整除。

此方法的优点在于当判定一个较大的数能否被7或11或13整除时,可用减法把这个大数化为一个至多是三位的数,然后再进行判定。

被17、19整除的简易判别法.回顾对比前面,由等式1001=7×11×13的启发,才有简捷的“隔位相减判整除性”的方法。对于质数17:17×59=1003, 因此,判定一个数可否被17整除,只要将其末三位与前面隔开,看末三位数与前面隔出数的3倍的差(大减小)是否被17整除。

例:N=31428576,判定N能否被17整除。

而429=25×17 4,所以N不能被17整除。

例:N=2661027能否被17整除?

又935=55×17。

所以N可被17整除。

下面来推导被19整除的简易判别法。

寻找关键性式子: 19×53=1007.

因此,判定一个数可否被19整除,只要将其末三位与前面隔开,看末三位与前面隔出数的7倍的差(大减小)是否被19整除。

例:N=123456789可否被19整除?

又603=31×19 14,所以N不能被19整除。

例:N=6111426可否被19整除?

2

又57=3×19,所以N可被19整除:321654×19=6111426。

下面来推导被23、29整除的简易判别法。

寻找关键性式子,随着质数增大,简易法应该在N的位数多时起主要作用,现有

23×435=10005,29×345=10005,

因此,判定一个数可否被23或29整除,只要将其末四位与前面隔开,看末四位与前面隔出数的5倍的差(大减小)是否被23或29整除。

例:N=6938801能否被23或29整除?

又5336=23×232=23×29×8,

所以很快判出N可被23及29整除。

三、余数

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。

例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23 16=39除以5的余数等于4,即两个余数的和3 1.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。

例如:23,19除以5的余数分别是3和4,所以23 19=42除以5的余数等于3 4=7除以5的余数为2

(2)余数的减法定理

a与b的差除以c的余数,等于a b分别除以c的余数之差。

例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23-16=7除以5的余数等于2,两个余数差3-1=2.

当余数的差不够减时时,补上除数再减。

例如:23,14除以5的余数分别是3和4,23-14=9除以5的余数等于4,两个余数差为3+5-4=4

(3)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。

例如:23,16除以5的余数分别是3和1,所以23×16除以5的余数等于 3×1=3。

当余数的和比除数大时,所求的余数等于余数之积再除以c的余数。 3

例如:23,19除以5的余数分别是3和4,所以23×19除以5的余数等于3×4除以5的余数,即2.

乘方:如果a与b除以m的余数相同,那么a与b除以m的余数也相同.

(4)应用 :弃九法、同余定理

应用一、弃九法原理

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1234189818922678967178902889923

1234除以9的余数为1

1898除以9的余数为8

18922除以9的余数为4

678967除以9的余数为7

178902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。

上述检验方法恰好用到的就是我们前面所讲的余数的加法定理,即如果这个等式是正确的,那么左边几个加数除以9的余数的和再除以9的余数一定与等式右边和除以9的余数相同。

而我们在求一个自然数除以9所得的余数时,常常不用去列除法竖式进行计算,只要计算这个自然数的各个位数字之和除以9的余数就可以了,在算的时候往往就是一个9一个9的找并且划去,所 以这种方法被称作“弃九法”。

所以我们总结出弃九法原理:任何一个整数模9同余于它的各数位上数字之和。 以后我们求一个整数被9除的余数,只要先计算这个整数各数位上数字之和,再求这个和被9除的余数即可。

利用十进制的这个特性,不仅可以检验几个数相加,对于检验相乘、相除和乘方的结果对不对同样适用

注意:弃九法只能知道原题一定是错的或有可能正确,但不能保证一定正确。 例如:检验算式9 9=9时,等式两边的除以9的余数都是0,但是显然算式是错误的。

但是反过来,如果一个算式一定是正确的,那么它的等式2两端一定满足弃九法的规律。这个思想往往可以帮助我们解决一些较复杂的算式谜问题。

应用二、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。

同余定理重要性质及推论:若两个数a,b除以同一个数m得到的余数相同,则

(1711)a,b的差一定能被m整除。例如:17与11除以3的余数都是2,所以能nn

被3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)

4

余数判别法

当一个数不能被另一个数整除时,虽然可以用长除法去求得余数,但当被除位数较多时,计算是很麻烦的.建立余数判别法的基本思想是:为了求出“N被m除的余数”,我们希望找到一个较简单的数R,使得:N与R对于除数m同余.由于R是一个较简单的数,所以可以通过计算R被m除的余数来求得N被m除的余数.

1) 整数N被2或5除的余数等于N的个位数被2或5除的余数;

2) 整数N被4或25除的余数等于N的末两位数被4或25除的余数;

3) 整数N被8或125除的余数等于N的末三位数被8或125除的余数;

4) 整数N被3或9除的余数等于其各位数字之和被3或9除的余数;

5) 整数N被11除的余数等于N的奇数位数之和与偶数位数之和的差被11除的余数;(不够减的话先适当 加11的倍数再减);

6) 整数N被7,11或13除的余数等于先将整数N从个位起从右往左每三位分一节,奇数节的数之和与偶数节的数之和的差被7,11或13除的余数就是原数被7,11或13除的余数.

四、质数与合数

(1)质数与合数定义

一个数除了1和它本身,不再有别的约数,这个数叫做质数(也叫做素数)。 一个数除了1和它本身,还有别的约数,这个数叫做合数。

要特别记住:1不是质数,也不是合数。

常用的100以内的质数:2、3、5、7、11、13、17、19、23、29、31、37、41、43、47、53、59、61、67、71、73、79、83、89、97,共计25个。

(2)质因数与分解质因数

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。 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:把30分解质因数。

解:30=2×3×5。

其中2、3、5叫做30的质因数。

又如12=2×2×3=22×3,2、3都叫做12的质因数。

(3)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.

(4)判断一个数是否为质数的方法

根据定义如果能够找到一个小于p的质数q(均为整数),使得q能够整除p,那么p就不是质数,所以我们只要拿所有小于p的质数去除p就可以了;但是这样的计算量很大,对于不太大的p,我们可以先找一个大于且接近p的平方数K2,再列出所有不大于K的质数,用这些质数去除p,如没有能够除尽的那么p就为质数.

例如:149很接近1441212,根据整除的性质149不能被2、3、5、7、11整除,所以149是质数。

5

五、约数和倍数

(1)求最大公约数的方法

①分解质因数法:先分解质因数,然后把相同的因数连乘起来.

22例如:2313711,252237,所以(231 252)3721;

21812

396

32,所以②短除法:先找出所有共有的约数,然后相乘.例如:

(12 18)23;6

③辗转相除法:每一次都用除数和余数相除,能够整除的那个余数,就是所求的最大公约数.用辗转相除法求两个数的最大公约数的步骤如下:先用小的一个数除大的一个数,得第一个余数;再用第一个余数除小的一个数,得第二个余数;又用第二个余数除第一个余数,得第三个余数;这样逐次用后一个余数去除前一个余数,直到余数是0为止.那么,最后一个除数就是所求的最大公约数.(如果最后的除数是1,那么原来的两个数是互质的).

例如,求600和1515的最大公约数:15156002315;6003151285;315285130;28530915;301520;所以1515和600的最大公约数是15.

(2) 最大公约数的性质

①几个数都除以它们的最大公约数,所得的几个商是互质数;

②几个数的公约数,都是这几个数的最大公约数的约数;

③几个数都乘以一个自然数n,所得的积的最大公约数等于这几个数的最大公约数乘以n.

(3)求一组分数的最大公约数

先把带分数化成假分数,其他分数不变;求出各个分数的分母的最小公倍数a;

b

求出各个分数的分子的最大公约数b;a即为所求.

(4)求一个数约数的个数

分解质因数,之后将不同质因数的次数均加1,之后相乘。所得结果就是这个数

22不同约数的个数。如:252237,则252的不同约数的个数为

(21)(21)(11)33218

(5)求最小公倍数的方法

①分解质因数的方法;

22231 252223271127722313711252237例如:,,所以;

②短除法求最小公倍数;

6

12

396

32 ,所以18 12233236; ab

(a b). 例如:[a b]

(6)最小公倍数的性质

①两个数的任意公倍数都是它们最小公倍数的倍数.

②两个互质的数的最小公倍数是这两个数的乘积.

③两个数具有倍数关系,则它们的最大公约数是其中较小的数,最小公倍数是较大的数.

六、平方

1、完全平方数特征

(1)完全平方数的尾数只能是0,1,4,5,6,9。不可能是2,3,7,8。

(2)在两个连续正整数的平方数之间不存在完全平方数。

(3)完全平方数的约数个数是奇数,约数个数为奇数的自然数是完全平方数。

(4)若质数p整除完全平方数a,则p能被a整除。

2、性质

性质1:完全平方数的末位数字只可能是0,1,4,5,6,9.

性质2:完全平方数被3,4,5,8,16除的余数一定是完全平方数.

性质3:自然数N为完全平方数自然数N约数的个数为奇数.因为完全平方数的质因数分解中每个质因数出现的次数都是偶数次,所以,如果p是质数,n

2n12np|Np|N. 是自然数,N是完全平方数,且,则2

性质4:完全平方数的个位是6它的十位是奇数.

性质5:如果一个完全平方数的个位是0,则它后面连续的0的个数一定是偶数.如果一个完全平方数的个位是5,则其十位一定是2,且其百位一定是0,2,6中的一个.

性质6:如果一个自然数介于两个连续的完全平方数之间,则它不是完全平方数.

3、 一些重要的推论

(1)任何偶数的平方一定能被4整除;任何奇数的平方被4(或8)除余1.即被4除余2或3的数一定不是完全平方数。

(2)一个完全平方数被3除的余数是0或1.即被3除余2的数一定不是完全平方数。

(3)自然数的平方末两位只有:00,01,21,41,61,81,04,24,44,64,84,25,09,29,49,69,89,16,36,56,76,96。

(4)完全平方数个位数字是奇数(1,5,9)时,其十位上的数字必为偶数。

(5)完全平方数个位数字是偶数(0,4)时,其十位上的数字必为偶数。

(6)完全平方数的个位数字为6时,其十位数字必为奇数。

(7)凡个位数字是5但末两位数字不是25的自然数不是完全平方数;末尾只有奇数个“0”的自然数不是完全平方数;个位数字为1,4,9而十位数字为奇数的 7

自然数不是完全平方数。

22ab(ab)(ab) 4、 重点公式回顾:平方差公式:

七、进制

1、(1)十进制:

我们常用的进制为十进制,特点是“逢十进一”。在实际生活中,除了十进制计数法外,还有其他的大于1的自然数进位制。比如二进制,八进制,十六进制等。

(2)二进制:

在计算机中,所采用的计数法是二进制,即“逢二进一”。因此,二进制中

123只用两个数字0和1。二进制的计数单位分别是1、2、2、2、„„,二进制数

也可以写做展开式的形式,例如100110在二进制中表示为:(100110)2=1×25 0×24 0×23 1×22 1×21 0×20。

二进制的运算法则:“满二进一”、“借一当二”,乘法口诀是:零零得零,一零得零,零一得零,一一得一。

注意:对于任意自然数n 我们有n0=1。

(3)k进制:

(k1)一般地,对于k进位制,每个数是由0,1,2,,共k个数码组成,

kk1)且“逢k进一”.(进位制计数单位是k,k,k,.如二进位制的计数单012

位是20,21,22,,八进位制的计数单位是8,8,8,.

(4)k进位制数可以写成不同计数单位的数之和的形式

(anan1nn1a1a0)kankan1k012a1ka0

a0100; nn1十进制表示形式:Nan10an110nn1Na2a2nn1二进制表示形式:a020;

为了区别各进位制中的数,在给出数的右下方写上k,表示是k进位制的数

(3145)(352)(1010)12 分别表示八进位制,二进位制,十二进位制中的数.8,2,如:

(5)k进制的四则混合运算和十进制一样

先乘除,后加减;同级运算,先左后右;有括号时先计算括号内的。

2、 进制间的转换:

一般地,十进制整数化为k进制数的方法是:除以k取余数,一直除到被除数小于k为止,余数由下到上按从左到右顺序排列即为k进制数.反过来,k进制数化为十进制数的一般方法是:首先将k进制数按k的次幂形式展开,然后按十进制数相加即可得结果.

如右图所示:

8

八、位值

1、位值原理的定义:

同一个数字,由于它在所写的数里的位置不同,所表示的数值也不同。也就是说,每一个数字除了有自身的一个值外,还有一个“位置值”。例如“2” 写在个位上,就表示2个一,写在百位上,就表示2个百,这种数字和数位结合起来表示数的原则,称为写数的位值原理。

2、 位值原理的表达形式:

以六位数为例:abcdefa×100000 b×10000 c×1000 d×100 e×10 f。

3、 解位值一共有三大法宝:

(1)最简单的应用解数字谜的方法列竖式

(2)利用十进制的展开形式,列等式解答

(3)把整个数字整体的考虑设为x,列方程解答

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