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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.
练 习
1、 32x5y能同时被2、3、5整除,求所有满足条件的五位数。 解:32250,32550,32850。
2、 已知72∣x931y,求满足条件的五位数。 解:39312。提示:注意x,y都是小等于9的数。
3、 已知五位数154xy能被8和9整除,求x+y的值。 解:8。提示:同样注意x,y小等于9。 4、 求能被26整除的六位数x1991y。 解:819910,119912,719914,619918。 5、 求能被33整除的六位数x8919y。 解:489192、789195。
6、 王老师为班级买了28个价格相同的圆规,共付人民币1□6.□8元,已知□处的数字相同,问每个圆规多少元?
解:4.51元。
7、 求同时能够被9、25、8整除的七位数x1992yz。 解:6199200。
8、 如果六位数1992□□能被105整除,那么它的最后两位数是多少? 解:90。
9、 个位是6,而且能被3整除的五位数有多少个?
解:3000个。(整除性问题中有部分问题与计数问题结合在一起,下面是两个简单的例子,其中后一个例子中,用到了容斥原理)。
10、 分母是1001的最简真分数有多少个? 解:994个。
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2. 质数、合数和分解质因数
一.基本概念和知识
质数:一个数除了1和它本身之外,没有别的约数,这个数叫做质数,也叫做素数。 合数:一个数除了1和它本身之外,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。
质因数:如果某个质数是某个数的约数(因数),那么这个质数叫做这个数的质因数。
分解质因数:把一个数用质数相乘的形式表示出来,叫做分解质因数。通常用短除法分解质因数。任何
一个合数分解质因数的结果是唯一的。
分解质因数的标准表示形式:N=a11r?a2r2?a3r3??anrn,其中a
1、2、3
aa??an都是合数N的质因数,且a1
互质数:如果两个数的最大公约数是1,这两个数叫做互质数。
两个不同的质数肯定互质,但两个合数也会互质,比如4和9;还有任意两个连续自然数都是互质的。
二、基本方法:
1、熟记100以内的所有质数,这是小学数学的基本功: 2、100以内的质数的特征:都是6的倍数前后的数; 3、分解质因数是重要工具,熟练使用;
4、求约数个数的公式:P=(r1+1)×(r2+1)×(r3+1)×??×(rn+1)
例题
例1 1~100这100个自然数中有哪些是质数? 分析与解:
1既不是质数也不是合数。
2是质数,留下来,后面凡能被2整除的数都是合数,都划去; 3是质数,留下来,后面凡能被3整除的数都是合数,都划去; 类似地,把5留下来,后面凡是5的倍数的数都划去; 把7留下来,后面凡是7的倍数的数都划去。
经过以上的筛选,划去的都是合数,余下26个数,除1外,剩下的25个都是质数。这样,我们便得到了100以内的质数表:
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。 这些质数同学们应当熟记!
细心的同学可能会注意到,以上只划到7的倍数,为什么不继续划去11,13,?的倍数呢?事实上,这些倍数已包含在已划去的倍数中。例如,100以内11的倍数应该是
11×A≤100(其中A为整数),
22
显然,A只能取2,3,4,5,6,7,8,9。因为4=2,6=2×3,8=23,9=3,所以A必是2,3,5,7之一的倍数。由此推知,11的倍数已全部包含在2,3,5,7的倍数中,已在前面划去了。
要判断一个数N是质数还是合数,根据合数的定义,只要用从小到大的自然数2,3,4,5,6,7,8,?,N-1去除N,其中只要有一个自然数能整除N,N就是合数,否则就是质数。但这样太麻烦,因为除数太多。能不能使试除的数少一点呢?由例1知,只要用从小到大的质数去除N就可以了。例2给出的判别方法,可以使试除的数进一步减少。
例2 判断269,437两个数是合数还是质数。
分析与解:对于一个不太大的数N,要判断它是质数还是合数,可以先找出一个大于N且最接近N的平2
方数K,再写出K以内的所有质数。如果这些质数都不能整除N,那么N是质数;如果这些质数中有一个能整除N,那么N是合数。
2
因为269<17=289。17以内质数有2,3,5,7,11,13。根据能被某些数整除的数的特征,个位数是9,所以269不能被2,5整除;2+6+9=17,所以269不能被3整除。经逐一判断或试除知,这6个质数都不能整除269,所以269是质数。
2
因为437<21=441。21以内的质数有2,3,5,7,11,13,17,19。容易判断437不能被2,3,5,7,11整除,用13,17,19试除437,得到437÷19=23,所以437是合数。
8
对比一下几种判别质数与合数的方法,可以看出例2的方法的优越性。判别269,用2~268中所有的数试除,要除267个数;用2~268中的质数试除,要除41个数;而用例2的方法,只要除6个数。
例3 判断数1111112111111是质数还是合数?
分析与解:按照例2的方法判别这个13位数是质数还是合数,当然是很麻烦的事,能不能想出别的办法呢?根据合数的意义,如果一个数能够写成两个大于1的整数的乘积,那么这个数是合数。
根据整数的意义,这个13位数可以写成: 1111112111111
=1111111000000+1111111 =1111111×(1000000+1) =1111111×1000001。
由上式知,111111和1000001都能整除1111112111111,所以1111112111111是合数。 这道例题又给我们提供了一种判别一个数是质数还是合数的方法。 例4:三个连续自然数的乘积是210,求这三个数。 ∵ 210=2×3×5×7
∴ 可知这三个数是5、6、7。
例5:两个质数的和是40,求这两个质数的乘积的最大值是多少? 解:把40表示为两个质数的和,共有三种形式: 40=17+23=11+29=3+37
∵ 17×23==391>11×29=319>3×37=111, ∴ 所求的最大值是391。
例6:自然数123456789是质数,还是合数?为什么? 解:123456789是合数。
因为它除了约数1和它本身,至少还有约数3,所以它是一个合数。 例7:把5、6、7、14、15这五个数分成两组,使每组数的乘积相等。 解:∵ 5=5,7=7,6=2×3,14=2×7,15=3×5。
这些数中质因数2、3、5、7各共有2个,所以如把14(=2×7)放在第一组,那么7和6(=2×3)只能放在第二组,继而15(=3×5)只能放在第一组,则5必须放在第二组。
这样,14×15=210=5×6×7。
∴ 这五个数可以分为14和15,5、6和7两组。
例8:有三个自然数,最大的比最小的大6,另一个是它们的平均数,且三数的乘积是42560。求这三个自然数。
分析 先大概估计一下,30×30×30=27000,远小于42560,40×40×40=64000,远大于42560。因此,要求的三个自然数在30~40之间。
6
解:42560=2×5×7×19
5
=2×(5×7)×(19×2) =32×35×38(合题意)
∴ 要求的三个自然数分别是32、35和38。
例9:有三个自然数a、b、c,已知a×b=6,b×c=15,a×c=10。求a×b×c是多少? 解:∵ 6=2×3,15=3×5,10=2×5。 ∴ (a×b)×(b×c)×(a×c) =(2×3)×(3×5)×(2×5)
222222
∴ a×b×c=2×3×5
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∴ (a×b×c)=(2×3×5) ∴ a×b×c=2×3×5=30
222222222
在例9中有a=2,b=3,c=5,其中2=4,3=9,5=25,像4、9、25这样的数,推及一般情况,我们把一个自然数平方所得到的数叫做完全平方数或叫做平方数。
222222
如:1=1,2=4,3=9,4=16,?,11=121,12=144,?其中1,4,9,16,?,121,144,?都叫做完全平方数。
下面让我们观察一下,把一个完全平方数分解质因数后,各质因数的指数有什么特征。
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例:把下列各完全平方数分解质因数。 9,36,144,1600,275625。
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解:9=3 36=2×3 144=3×2 1600=2×5 275625=3×5×7 可见,一个完全平方数分解质因数后,各质因数的指数均是偶数。
反之,如果把一个自然数分解质因数之后 ,各个质因数的指数都是偶数,那么这个自然数一定是完全平方数。
2222
如上例中,36=6,144=12,1600=40,275625=525。
例10:一个整数a与1080的乘积是一个完全平方数,求a的最小值与这个完全平方数。 分析 ∵ a与1080的乘积是一个完全平方数。
∴ 乘积分解质因数后,各质因的指数一定全是偶数。
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解:∵ 1080×a=2×3×5×a,
33
又∵ 1080=2×3×5的质因数分解中各质因数的指数都是奇数。 ∴ a必含质因数2、3、5,因此,a最小为2×3×5。 ∴ 1080×a=1080×2×3×5=1080×30=32400。 答:a的最小值为30,这个完全平方数是32400。 例11:360共有多少个约数?
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分析 360=2×3×5
223
为了求360有多少个约数,我们先来看3×5有多少个约数,然后再把所有这些约数分别剩以1、2、2、2,
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即得到2×3×5(=360)的所有约数。为了求3×5有多少个约数,可以先求出5有多少个约数,然后再把这些
22
约数分别乘以1、3、3,即得到3×5的所有约数。
2
解:记5的约数个数为Y1,3×5的约数个数为Y2。
32
360(=2×3×5)的约数个数为Y3。 由上面的分析可知: Y3=4×Y2,Y2=3×Y1,
显然Y1=2(5只有1和5两个约数)。 因此Y3=4×Y2=4×3×Y1=4×3×2=24。 所以,360共有24个约数。
2332
Y3=4×Y2中的“4”即为“1、2、2、2”中数的个数,也就是其中2的最大指数加1,也就是360=2×3×5
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中质因数2的个数加1;Y2=3×Y1中的“3”即为“1、3、3”中数的个数,也就是2×3×5中质因数3的个数
32
加1;而Y1=2中的“2”即为“1、5”中数的个数,即2×3×5中质因数5的个数加1。因此
Y3=(3+1)×(2+1)×(1+1)=24。
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对于任何一个合数,用类似于2×3×5(=360)的约数个数的讨论方式,我们可以得到一个关于求一个合数的约数个数的重要结论:
一个合数的约数个数,等于它的质因数分解式中每个质因数的个数(即指数)加1的连乘积。 例12:求240的约数的个数。
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解:∵ 240=2×3×5,
∴ 240的约数的个数是:
(4+1)×(1+1)×(1+1)=20个, ∴ 240有20个约数。
请你列举一下240的所有约数,再数一数,看一看是否是20个? 例13 1×2×3×?×100的末尾有连续多少个零? 解:24个。
例14 1×2×3×?×999×1000的末尾有连续多少个零? 解:249个。
例15 把若干个自然数1、2、3?乘到一起,如果已知这个乘积的最末十三位恰好都是零,那么最后出现的自然数最小应该是多少?
解:55。
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