从表中可以看出,第四个数与第一个数的余数相同,都是2.根据上面对余数的计算,就知道,第五个数与第二个数余数相同,??因此,余数是每隔3个数循环一轮.循环的周期是3.
1997= 3× 665 + 2.
就知道21997被7除的余数,与21997 被 7除的余数相同,这个
余数是4.
再看一个稍复杂的例子.
例22 70个数排成一行,除了两头的两个数以外,每个数的三倍都恰好等于它两边两个数的和.这一行最左边的几个数是这样的:
0,1,3,8,21,55,?.
问:最右边一个数(第70个数)被6除余几?
解:首先要注意到,从第三个数起,每一个数都恰好等于前一个数的3倍减去再前一个数:
3=1×3-0,
8=3×3-1,
21=8×3-3,
55=21×3-8,
??
不过,真的要一个一个地算下去,然后逐个被6去除,那就太麻烦了.能否从前面的余数,算出后面的余数呢?能!同算出这一行数的办法一样(为什么?),从第三个数起,余数的计算办法如下:
将前一个数的余数乘3,减去再前一个数的余数,然后被6除,所得余数即是.
用这个办法,可以逐个算出余数,列表如下:
注意,在算第八个数的余数时,要出现0×3-1这在小学数学范围不允许,因为我们求被6除的余数,所以我们可以 0×3加6再来减 1.
从表中可以看出,第十三、第十四个数的余数,与第一、第二个数的余数对应相同,就知道余数的循环周期是12.
70 =12×5+10.
因此,第七十个数被6除的余数,与第十个数的余数相同,也就是4.
在一千多年前的《孙子算经》中,有这样一道算术题:
“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?”按照今天的话来说:
一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求这个数.
这样的问题,也有人称为“韩信点兵”.它形成了一类问题,也就是初等数论中解同余式.这类问题的有解条件和解的方法被称为“中国剩余定理”,这是由中国人首先提出的.目前许多小学数学的课外读物都喜欢讲这类问题,但是它的一般解法决不是小学生能弄明白的.这里,我们通过两个例题,对较小的数,介绍一种通俗解法.
例23 有一个数,除以3余2,除以4余1,问这个数除以12余几?
解:除以3余2的数有:
2, 5, 8, 11,14, 17, 20, 23?.
它们除以12的余数是:
2,5,8,11,2,5,8,11,?.
除以4余1的数有:
1, 5, 9, 13, 17, 21, 25, 29,?.
它们除以12的余数是:
1, 5, 9, 1, 5, 9,?.
一个数除以12的余数是唯一的.上面两行余数中,只有5是共同的,因此这个数除以12的余数是5.
上面解法中,我们逐个列出被3除余2的整数,又逐个列出被4除余1的整数,然后逐个考虑被12除的余数,找出两者共同的余数,就是被12除的余数.这样的列举的办法,在考虑的数不大时,是很有用的,也是同学们最容易接受的.
如果我们把例23的问题改变一下,不求被12除的余数,而是求这个数.很明显,满足条件的数是很多的,它是
5+ 12×整数,
整数可以取0,1,2,?,无穷无尽.事实上,我们首先找出5后,注意到12是3与4的最小公倍数,再加上12的整数倍,就都是满足条件的数.这样就是把“除以3余2,除以4余1”两个条件
合并成“除以12余5”一个条件.《孙子算经》提出的问题有三个条件,我们可以先把两个条件合并成一个.然后再与第三个条件合并,就可找到答案.
例24 一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求符合条件的最小数.
解:先列出除以3余2的数:
2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26,?,
再列出除以5余3的数:
3, 8, 13, 18, 23, 28,?.
这两列数中,首先出现的公共数是8.3与5的最小公倍数是15.两个条件合并成一个就是
8+15×整数,
列出这一串数是
8, 23, 38,?,
再列出除以7余2的数
2, 9, 16, 23, 30,?,
就得出符合题目条件的最小数是23.
事实上,我们已把题目中三个条件合并成一个:被105除余23.
最后再看一个例子.
例25 在100至200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5整除,最大的能被7整除,写出这样的三个连续自然数.
解:先找出两个连续自然数,第一个能被3整除,第二个能被5整除(又是被3除余1).例如,找出9和10,下一个连续的自然数是11.
3和5的最小公倍数是15,考虑11加15的整数倍,使加得的数能被7整除.11+15×3=56能被7整除,那么54,55,56这三个连续自然数,依次分别能被3,5,7整除.
为了满足“在100至200之间”将54,55,56分别加上3,5,7的最小公倍数105.所求三数是
159, 160, 161.
注意,本题实际上是:求一个数(100~200之间),它被3整除,被5除余4,被7除余5.请考虑,本题解法与例24解法有哪些相同之处?