四升五暑假讲义
更新时间:2024-05-05 17:59:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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四升五火箭班
暑 假 讲 义
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目 录
1. 数的整除性的复习与提高 2. 质数、合数和分解质因数 3. 最大公因数、最小公倍数 4. 同余问题 5. 奇偶性 6. 行程问题(一) 7. 列方程解应用题 8. 不定方程 9.
牛吃草问题
10. 逻辑推理 11. 抽屉原理 12. 多边形的面积 13. 用等量代换求面积
3 7 13 19 26 31 41 45 49 52 61 65 70
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1. 数的整除性的复习与提高
一、基本概念和符号:
1、整除:如果一个整数a,除以一个自然数b,得到一个整数商c,而且没有余数,那么叫做a能被b整除或b能整除a,记作b|a。即a是b的倍数,而b是a的约数(因数)。
2、常用符号:整除符号“|”,不能整除符号“?”; 因为符号“∵”,所以的符号“∴”; 二、整除判断方法:
1. 能被2、5整除:末位上的数字能被2、5整除。
2. 能被4、25整除:末两位的数字所组成的数能被4、25整除。 3. 能被8、125整除:末三位的数字所组成的数能被8、125整除。 4. 能被3、9整除:各个数位上数字的和能被3、9整除。 5. 能被7整除:
①末三位上数字所组成的数与末三位以前的数字所组成数之差能被7整除。 ②逐次去掉最后一位数字并减去末位数字的2倍后能被7整除。 6. 能被11整除:
①末三位上数字所组成的数与末三位以前的数字所组成的数之差能被11整除。 ②奇数位上的数字和与偶数位数的数字和的差能被11整除。 ③逐次去掉最后一位数字并减去末位数字后能被11整除。 7. 能被13整除:
①末三位上数字所组成的数与末三位以前的数字所组成的数之差能被13整除。 ②逐次去掉最后一位数字并减去末位数字的9倍后能被13整除。 三、整除的性质:
1. 如果a、b能被c整除,那么(a+b)与(a-b)也能被c整除。 2. 如果a能被b整除,c是整数,那么a乘以c也能被b整除。 3. 如果a能被b整除,b又能被c整除,那么a也能被c整除。 4. 如果a能被b、c整除,那么a也能被b和c的最小公倍数整除。 四、基本方法:1、利用整除性解数字谜;
2、求一个数除以另一个数的余数(同余法); 3、简单验算。 例1 四位数7a4b能被18整除,要使这个四位数尽可能的小,a和b是什么数字? 解:18=2×9,并且2与9互质,根据前面的性质4,可以分别考虑被2和9整除. 要被2整除,b只能是0,2,4,6,8.
再考虑被9整除,四个数字的和就要被9整除,已有7+4=11. 如果 b=0,只有 a=7,此数是 7740; 如果b=2,只有a=5,此数是7542; 如果b=4,只有a=3,此数是 7344; 如果 b=6,只有 a=1,此数是 7146; 如果b=8,只有a=8,此数是7848. 因此其中最小数是7146.
根据不同的取值,分情况进行讨论,是解决整数问题常用办法,例1就是一个典型.
例2 一本老账本上记着:72只桶,共□67.9□元,其中□处是被虫蛀掉的数字,请把这笔账补上. 解:把□67.9□写成整数679,它应被72整除.72=9×8,9与8又互质.按照前面的性质4,只要分别考虑679被8和被9整除.从被8整除的特征,79要被8整除,因此b=2.从6792能被9整除,按照被9整除特征,各位数字之和+24能被9整除,因此a=3.
这笔帐是367.92元.
例3 在1,2,3,4,5,6六个数字中选出尽可能多的不同数字组成一个数(有些数字可以重复出现),使得能被组成它的每一个数字整除,并且组成的数要尽可能小.
解:如果选数字5,组成数的最后一位数字就必须是5,这样就不能被偶数2,4,6整除,也就是不能选2,4,6.为了要选的不同数字尽可能多,我们只能不选5,而选其他五个数字1,2,3,4,6.1+2+3+4+6=16,
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为了能整除3和6,所用的数字之和要能被3整除,只能再添上一个2,16+2=18能被3整除.为了尽可能小,又要考虑到最后两位数能被4整除.组成的数是
122364.
例4 四位数7□4□能被55整除,求出所有这样的四位数. 解:55=5×11,5与11互质,可以分别考虑被5与11整除. 要被5整除,个位数只能是0或5. 再考虑被11整除.
(7+4)-(百位数字+0)要能被11整除,百位数字只能是0,所得四位数是7040.
(7+4)-(百位数字+5)要能被11整除,百位数字只能是6(零能被所有不等于零的整数整除),所得四位数是7645.
满足条件的四位数只有两个:7040,7645.
例5 一个七位数的各位数字互不相同,并且它能被11整除,这样的数中,最大的是哪一个? ,要使它被11整除,要满足
(9+7+5+b)-(8+6+a)=(21+b)-(14+a)
能被11整除,也就是7+b-a要能被11整除,但是a与b只能是0,1,2,3,4中的两个数,只有b=4,a=0,满足条件的最大七位数是9876504.
再介绍另一种解法.
先用各位数字均不相同的最大的七位数除以11(参见下页除式).
要满足题目的条件,这个数是9876543减6,或者再减去11的倍数中的一个数,使最后两位数字是0,1,2,3,4中的两个数字.
43-6=37,37-11=26,26-11=15,15-11=4,因此这个数是9876504. 思考题:如果要求满足条件的数最小,应如何去求,是哪一个数呢? (答:1023495)
例6 某个七位数1993□□□能被2,3,4,5,6,7,8,9都整除,那么它的最后三个数字组成的三位数是多少?
与上例题一样,有两种解法. 解一:从整除特征考虑.
这个七位数的最后一位数字显然是0.
另外,只要再分别考虑它能被9,8,7整除.
1+9+9+3=22,要被9整除,十位与百位的数字和是5或14,要被8整除,最后三位组成的三位数要能被8整除,因此只可能是下面三个数:
1993500,1993320,1993680,
其中只有199320能被7整除,因此所求的三位数是320. 解二:直接用除式来考虑.
2,3,4,5,6,7,8,9的最小公倍数是2520,这个七位数要被2520整除. 现在用1993000被2520来除,具体的除式如下:
因为 2520-2200=320,所以1993000+320=1993320能被2520整除. 例7 下面这个41位数
能被7整除,中间方格代表的数字是几?
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解:因为 111111=3×7×11×13×37,所以 555555=5×111111和999999=9×111111
都能被7整除.这样,18个5和18个9分别组成的18位数,也都能被7整除.
右边的三个加数中,前、后两个数都能被7整除,那么只要中间的55□99能被7整除,原数就能被7整除.
把55□99拆成两个数的和:
55A00+B99,
其中□=A+B.
因为7丨55300,7丨399,所以□=3+3=6. 注意,记住111111能被7整除是很有用的. 例8 求645763除以7的余数.
解:可以先去掉7的倍数630000余15763,再去掉14000还余下 1763,再去掉1400余下363,再去掉350余13,最后得出余数是6.这个过程可简单地记成
645763→15763→1763→363→13→6.
如果你演算能力强,上面过程可以更简单地写成:
645763→15000→1000→6.
带余除法可以得出下面很有用的结论:
如果两个数被同一个除数除余数相同,那么这两个数之差就能被那个除数整除.
例9 检验下面的加法算式是否正确:
2638457+3521983+6745785=12907225。
分析与解:若干个加数的九余数相加,所得和的九余数应当等于这些加数的和的九余数。如果不等,那么这个加法算式肯定不正确。上式中,三个加数的九余数依次为8,4,6,8+4+6的九余数为0;和的九余数为1。因为0≠1,所以这个算式不正确。
例10 检验下面的减法算式是否正确: 7832145-2167953=5664192。
分析与解:被减数的九余数减去减数的九余数(若不够减,可在被减数的九余数上加9,然后再减)应当等于差的九余数。如果不等,那么这个减法计算肯定不正确。上式中被减数的九余数是3,减数的九余数是6,由(9+3)-6=6知,原题等号左边的九余数是6。等号右边的九余数也是6。因为6=6,所以这个减法运算可能正确。
值得注意的是,这里我们用的是“可能正确”。利用弃九法检验加法、减法、乘法(见例5)运算的结果是否正确时,如果等号两边的九余数不相等,那么这个算式肯定不正确;如果等号两边的九余数相等,那么还不能确定算式是否正确,因为九余数只有0,1,2,?,8九种情况,不同的数可能有相同的九余数。所以用弃九法检验运算的正确性,只是一种粗略的检验。
例11 检验下面的乘法算式是否正确: 46876×9537=447156412。
分析与解:两个因数的九余数相乘,所得的数的九余数应当等于两个因数的乘积的九余数。如果不等,那么这个乘法计算肯定不正确。上式中,被乘数的九余数是4,乘数的九余数是6,4×6=24,24的九余数是6。乘积的九余数是7。6≠7,所以这个算式不正确。
说明:因为除法是乘法的逆运算,被除数=除数×商+余数,所以当余数为零时,利用弃九法验算除法可化为用弃九法去验算乘法。例如,检验383801÷253=1517的正确性,只需检验1517×253=383801的正确性。
[思维拓展] 甲、乙两人进行下面的游戏.
两人先约定一个整数N.然后,由甲开始,轮流把0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十个数字之一填入下面任一个方格中
每一方格只填一个数字,六个方格都填上数字(数字可重复)后,就形成一个六位数.如果这个六位数能被N整除,就算乙胜;如果这个六位数不能被N整除,就算甲胜.
如果N小于15,当N取哪几个数时,乙能取胜?
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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),
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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。
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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。
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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。
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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
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=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。
2222462242
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,
322
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。
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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
232
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
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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。
10
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习 题
1. 下面的数中,哪些是合数,哪些是质数。 1、13、24、29、41、57、63、79、87 合数有:24、57、63、87 质数有:13、29、41、79
2. 写出两个都是质数的连续自然数。 2和3
3. 写出两个既是奇数,又是合数的数。 9和15
4. 判断:
(1)任何一个自然数,不是质数就是合数。(×) (2)偶数都是合数,奇数都是质数。(×) (3)7的倍数都是合数。(×)
(4)20以内最大的质数乘以10以内最大的奇数,积是171。(√) (5)只有两个约数的数,一定是质数。(√) (6)两个质数的积,一定是质数。(×) (7)2是偶数也是合数。(×)
(8)1是最小的自然数,也是最小的质数。(×) (9)除2以外,所有的偶数都是合数。(√)
(10)最小的自然数,最小的质数,最小的合数的和是7。(√)
5. 在( )内填入适当的质数。 10=(3)+(7) 10=(2)×(5)
20=(2)+(7)+(11) 8=(2)×(2)×(2)
6. 分解质因数。
65 56 94
5651365?5?13
76
25622821472944794?2?47
105
56?2?2?2?7
135
513527623819
87
327393
5105321776?2?2?19 135?5?3?3?3
93
105?5?3?7
12
387293933193?3?31 87?3?29
7.两个质数的和是18,积是65,这两个质数分别是多少? 这两个质数分别是3和15。
8. 一个两位质数,交换个位与十位上的数字,所得的两位数仍是质数,这个数是( )。 13和31 37和73 79和97
9. 用10以内的质数组成一个三位数,使它能同时被3、5整除,这个数最小是(375),最大是(735)。 可以这样想:(1)10以内质数有:2、3、5、7;(2)同时能被3、5整除,个位上数只能是5;这个三位数各数位之和也必须是3的倍数,所以只能用3和7。
10、边长为自然数,面积为105的形状不同的长方形共有多少种? 105=1×105=3×35=5×21=7×15 共4种
11、五个相邻自然数的乘积是55440,求这五个自然数。 55440=2×2×2×2×3×3×5×7×11=7×8×9×10×11
12、自然数a乘338,恰好是自然数b的平方。求a的最小值以及自然数b。 338=2×13×13 a取2 a×338=2×2×13×13 b=2×13=26 13、 求10500的约数共有多少个?
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10500=2×5×3×7 故其约数个数是 (2+1)×(3+1)×(1+1)×(1+1)=48个
14、现有1,3,5,7四个数字,用它们可以组成哪些两位数的质数(数字可以重复使用)? 11,13,17,31,37,53,71,73;
15、a,b,c都是质数,a>b>c,且a×b+c=88,求a,b,c。
17,5,3 提示:c小于9,否则a×b+c>88。对c=2,3,5,7四种情况逐一试算。 16、A是一个质数,而且A+6,A+8,A+12,A+14都是质数。试求出一个满足要求的质数A。
5。 提示: A+6,A+8,A+12,A+14分别与A+1,A+3,A+2,A+4除以5的余数相同。因为自然数除以5只有整除、余1、余2、余3、余4五种情况,原来的四个数都是大于5的质数,不应被5整除,只能是余1、余2、余3、余4,所以A=5。
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3. 最大公因数、最小公倍数
一、基础知识:
约数和倍数: 如果一个自然数a能被自然数b整除,那么称a为b的倍数,b为a的约数。
最大公约数: 如果一个自然数同时是若干个自然数的约数,那么称这个自然数是这若干个自然数的公约数。在所有公约数中最大的一个公约数,称为这若干个自然数的最大公约数。自然数a1,a2,?,an的最大公约数通常用符号(a1,a2,?,an)表示,例如,(8,12)=4,(6,9,15)=3。
最小公倍数: 如果一个自然数同时是若干个自然数的倍数,那么称这个自然数是这若干个自然数的公倍数。在所有公倍数中最小的一个公倍数,称为这若干个自然数的最小公倍数。自然数a1,a2,?,an的最小公倍数通常用符号[a1,a2,?,an]表示,例如[8,12]=24,[6,9,15]=90。
二、基本性质的性质:
1、 两个数都除以它们的最大公约数,所得的两个商是互质数。 2、 几个数的最大公约数都是这几个数的约数。
3、 几个数的公约数,都是这几个数的最大公约数的约数。
4、 几个数都乘以一个自然数m,所得的积的最大公约数等于这几个数的最大公约数乘以m。 5、两个数的任意公倍数都是它们最小公倍数的倍数。
6、两个数最大公约数与最小公倍数的乘积等于这两个数的乘积。 三、基本方法:
1、写出一个数的约数的方法:成对写出; 2、求最大公约数基本方法:
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; 2)、短除法:先找公有的约数,然后相乘;
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; 3、求最小公倍数基本方法:1、短除法求最小公倍数;2、分解质因数的方法。 ☆从两个数的最大公约数出发分析:
如果d是a、b的公约数,这d∣a,d∣b。则d的质因子应是a和b的公有的,而a、b所有公有的质因子构成的数即为最大公约数。
那么不难由质因子的互相归属关系得到下面的性质:
如果c是a、b的公约数,d是a、b的最大公约数,则c是d的约数―――[性质1] 不难对最小公倍数也做类似分析,则如果m是a、b的最小公倍数,则m的质因子恰好包括了a、b的质因子。
例1 、用辗转相除法求(5890,6327)。 答:19。
例2、育才中学初一(3)班有男同学27人,女同学18人,全班同学去划船(每条船不超过6人),要保证每条船上男、女同学都分别相等,至少应该租几条船?
解:(27,18) = 9(条) 答:至少要租9条船。
例3、 有320个苹果,240个橘子,200个梨,用这些水果最多可分成多少份同样的礼物? 在每份礼物中,苹果、橘子、梨各有多少个?
答:最多可分成40份同样的礼物每份礼发挥中有8个苹果,6个橘子,5个梨。
例4、某车站有开往甲、乙、丙三地的汽车,到甲地的汽车每隔15分钟开出一辆,到乙地的汽车每隔20分钟开出一辆,到丙地的汽车每隔50分钟开出一辆。如果三种车的头班车都在早6时开出,那么,最近在什么时间开往这三地的汽车又一次同时从该站发车?
答:11时。
例5、加工某种机器零件,要经过三道工序。第一道工序每个工人每小时可完成3个零件,第二道工序每个
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工人每小时可完成10个,第三道工序每个工人每小时可完成5个,要使加工生产均衡,三道工序至少各分配几个工人?
分析 要使加工生产均衡,各道工序生产的零件总数应是3、10和5的公倍数,要求三道工序“至少”要多少工人,要先求3、10和5的最小公倍数。
〔3,10,5〕=5×3×2=30 ∴ 各道工序均应加工30个零件。
30÷3=10(人) 30÷10=3(人) 30÷5= 6 (人)
答:第一道工序至少要分配10人,第二道工序至少要分配3人,第三道工序至少要分配6人。
例6、有一个数在700到800之间,用15、18和24去除。都不能整除。如果给这个数加1,就能同时被15,18和24整除。这个数是 。
解:这数加上1,是15,18,24的公倍数,因而是它们的最小公倍数[15,18,24]=360的倍数。由于这个数加个1在701到801之间,所以这个数是2×360-1=719。
例7、有一盒糖,如果按每4块一堆分开,结果多出1块;按每5块一堆分开,也多出1块;按每6块一堆分开,还是多出1块。问:这盒糖至少有多少块?
解:如果从何种拿走一块糖,那么剩下的糖分别按4块、5块、6块一堆分开,都是正好分完,即拿走一块后,剩下的块数,一定是4、5、6的公约数。由于题目的要求至少有多少块糖,所以应该是4、5、6的最小公倍数再加1。也就是说这盒糖至少有61块。
例8、在被除数小于100的条件下,在方格中填上适当的数。
解:60÷14 = 4??4 ,60÷11 = 5??5 ,60÷9 = 6??6
例9、四个连续自然数的最小公倍数是5460,这四个数的和是多少?
例10、两个数的最大公约数是15,最小公倍数是450,求这两个数的所有可能。 解:15,450 30,225 15,150 75,90
例11 用60元钱可以买一级茶叶144克,或买二级茶叶180克,或买三级茶叶240克。现将这三种茶叶分别按整克数装袋,要求每袋的价格都相等,那么每袋的价格最低是多少元钱?
分析与解:因为144克一级茶叶、180克二级茶叶、240克三级茶叶都是60元,分装后每袋的价格相等,所以144克一级茶叶、180克二级茶叶、240克三级茶叶,分装的袋数应相同,即分装的袋数应是144,180,240的公约数。题目要求每袋的价格尽量低,所以分装的袋数应尽量多,应是144,180,240的最大公约数。
所以(144,180,240)=2×2×3=12,即每60元的茶叶分装成12袋,每袋的价格最低是60÷12=5(元)。 为节约篇幅,除必要时外,在求最大公约数和最小公倍数时,将不再写出短除式。 例12 用自然数a去除498,450,414,得到相同的余数,a最大是多少?
分析与解:因为498,450,414除以a所得的余数相同,所以它们两两之差的公约数应能被a整除。 498-450=48,450-414=36,498-414=84。 所求数是(48,36,84)=12。
例13 现有三个自然数,它们的和是1111,这样的三个自然数的公约数中,最大的可以是多少?
分析与解:只知道三个自然数的和,不知道三个自然数具体是几,似乎无法求最大公约数。只能从唯一的条件“它们的和是1111”入手分析。三个数的和是1111,它们的公约数一定是1111的约数。因为1111=101
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×11,它的约数只能是1,11,101和1111,由于三个自然数的和是1111,所以三个自然数都小于1111,1111不可能是三个自然数的公约数,而101是可能的,比如取三个数为101,101和909。所以所求数是101。
例14 在一个30×24的方格纸上画一条对角线(见下页上图),这条对角线除两个端点外,共经过多少个格点(横线与竖线的交叉点)?
分析与解:(30,24)=6,说明如果将方格纸横、竖都分成6份,即分成6×6个相同的矩形,那么每个矩形是由(30÷6)×(24÷6)=5×4(个)
小方格组成。在6×6的简化图中,对角线也是它所经过的每一个矩形的对角线,所以经过5个格点(见左下图)。在对角线所经过的每一个矩形的5×4个小方格中,对角线不经过任何格点(见右下图)。
所以,对角线共经过格点(30,24)-1=5(个)。
例15 甲、乙、丙三人绕操场竞走,他们走一圈分别需要1分、1分15秒和1分30秒。三人同时从起点出发,最少需多长时间才能再次在起点相会?
分析与解:甲、乙、丙走一圈分别需60秒、75秒和90秒,因为要在起点相会,即三人都要走整圈数,所以需要的时间应是60,75,90的公倍数。所求时间为[60,75,90]=900(秒)=15(分)。
例16 爷爷对小明说:“我现在的年龄是你的7倍,过几年是你的6倍,再过若干年就分别是你的5倍、4倍、3倍、2倍。”你知道爷爷和小明现在的年龄吗?
分析与解:爷爷和小明的年龄随着时间的推移都在变化,但他们的年龄差是保持不变的。爷爷的年龄现在是小明的7倍,说明他们的年龄差是6的倍数;同理,他们的年龄差也是5,4,3,2,1的倍数。由此推知,他们的年龄差是6,5,4,3,2的公倍数。
[6,5,4,3,2]=60,
爷爷和小明的年龄差是60的整数倍。考虑到年龄的实际情况,爷爷与小明的年龄差应是60岁。所以现在 小明的年龄=60÷(7-1)=10(岁), 爷爷的年龄=10×7=70(岁)。
接下来讲最大公约数与最小公倍数的关系,并对最大公约数与最小公倍数的概念加以推广。 在求18与12的最大公约数与最小公倍数时,由短除法
可知,(18,12)=2×3=6,[18,12]=2×3×3×2=36。如果把18与12的最大公约数与最小公倍数相乘,那么
(18,12)×[18,12]
=(2×3)×(2×3×3×2) =(2×3×3)×(2×3×2) =18×12。
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也就是说,18与12的最大公约数与最小公倍数的乘积,等于18与12的乘积。当把18,12换成其它自然数时,依然有类似的结论。从而得出一个重要结论:
两个自然数的最大公约数与最小公倍数的乘积,等于这两个自然数的乘积。即, (a,b)×[a,b]=a×b。
例17 两个自然数的最大公约数是6,最小公倍数是72。已知其中一个自然数是18,求另一个自然数。 解:由上面的结论,另一个自然数是(6×72)÷18=24。
例18 两个自然数的最大公约数是7,最小公倍数是210。这两个自然数的和是77,求这两个自然数。 分析与解:如果将两个自然数都除以7,则原题变为:“两个自然数的最大公约数是1,最小公倍数是30。这两个自然数的和是11,求这两个自然数。”
改变以后的两个数的乘积是1×30=30,和是11。 30=1×30=2×15=3×10=5×6,
由上式知,两个因数的和是11的只有5×6,且5与6互质。因此改变后的两个数是5和6,故原来的两个自然数是
7×5=35和7×6=42。
例19已知a与b,a与c的最大公约数分别是12和15,a,b,c的最小公倍数是120,求a,b,c。 分析与解:因为12,15都是a的约数,所以a应当是12与15的公倍数,即是[12,15]=60的倍数。
3
再由[a,b,c]=120知, a只能是60或120。[a,c]=15,说明c没有质因数2,又因为[a,b,c]=120=2×3×5,所以c=15。
因为a是c的倍数,所以求a,b的问题可以简化为:“a是60或120,(a,b)=12,[a,b]=120,求a,b。”
当a=60时,
b=(a,b)×[a,b]÷a =12×120÷60=24; 当a=120时,
b=(a,b)×[a,b]÷a =12×120÷120=12。
所以a,b,c为60,24,15或120,12,15。
练习
学生__________
一、填空
1、甲=2×3×5,乙=2×3×7,甲和乙的最大公因数是( ). 2、36和60相同的质因数有( ),它们的积是( ),也就是36和60的( ). 3、( )的两个数,叫做互质数.
4、自然数a除以自然数b,商是15,那么a和b的最大公因数是( ). 二、判断(对的打“√”,错的打“×” ).
1、互质数是没有公约数的两个数. ( ) 2、成为互质数的两个数,一定是质数. ( ) 3、只要两个数是合数,那么这两个数就不能成为互质数. ( ) 4、两个自然数分别除以它们的最大公因数,商是互质数. ( ) 三、解答题:
1. 五个连续自然数的和能分别被2、3、4、5、6整除,求这样的最小的一组数。 [2、3、4、5、6]=60 60÷5=12?五个连续自然数的中间数 ∴这五个连续的自然数为:10,11,12,13,14 答:这样的最小一组数是:10,11,12,13,14。
2. 把14、33、35、30、75、39、143、169这八个数平均分成两组,使第一组数的乘积与第二组数的乘积相等。
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14=2×7 33=3×11 30=2×3×5 75=3×5×5 39=3×13 143=11×13 169=13×13 35=5×7
169×33×14×75=39×143×30×35 ????.30×35 ???14×75
3.甲、乙两个数的最小公倍数使90,乙丙两数的最小公倍数使105,甲丙两数的最小公倍数是126。那么,甲数是多少?
∵甲乙的最小公倍数90和甲丙的最小公倍数126中都含有甲数,∴排除乙丙的最小公倍数可求出甲。 (90,126)=18 答:甲数是18。
4.一堆桔子,如果按10个或8个或7个一小堆地分,都多一个。这堆桔子至少有多少个? [10、9、8、7]=2520 2520+1=2521(个) 答:这堆桔子至少有2521个。
5. 有三根木条,第一根地长度是第二根的3倍,是第三根的一半。第三根比第二根长280厘米,把这三根木条锯成尽可能长,并且每根都相等的小段,不能有剩余。一共可锯成多少段?
把第二根木条长度看成是1份,则第一根木条长度是3份,第三根木条长度是6份。 280÷(6-1)=56(厘米)?第二根 (56,168,336)=56 56×3=168(厘米)????第二根 . . . 56×6=336(厘米)??第三根 . . . 1段 3段 6段 1+3+6=10(段) 答:一共可锯成10段。
6. 6.两个数的最大公约数是4,最小公倍数是252,其中一个数是28,另一个数是多少? 根据:两个数的最大公因数×最小公倍数=这两个数的积 4×252÷28=36
答:另一个数是36 7. 已知两个自然数的积是5766,它们的最大公约数是31.求这两个自然数。
根据:两个数÷最小公倍数后所得的商互质,所以两个数的积÷31÷31的商就是两个互质的数的积
5766÷31÷31=6=1×6 =2×3
所以,这两个数分别是:31,186或62,93
8. 已知两个自然数的和是54,并且它们的最小公倍数与最大公约数之间的差为114,求这两个数。 最小公倍数与最大公约数是倍数关系,所以他们的差也是最大公约数的倍数 同样,两个数的和也是最大公约数的倍数
所以,他们的最大公约数应该是54和114的公约数
(54,114)=6 54÷6=9 (这应该是两个数除以最大公约数的商的和,这两个商要互质) 114÷6=19 19+1=20 (这是最小公倍数除以最大公约数的商,这是两个数除以最大公约数的商的积)
分析得,两个数除以最大公约数的商分别是4,5.所以这两个数分别是24,30.
9. 将一块长3.57米、宽1.05米、高0.84米的长方体木料,锯成同样大小的正方体小木块.问当正方体的边长是多少时,用料最省且小木块的体积总和最大?(不计锯时的损耗,锯完后木料不许有剩余)
解: 首先将单位换算成厘米,长357厘米、宽105厘米、高84厘米。
要用料最省且小木块的体积总和最大,就是没有损耗,最好的情况是长、宽、高正好是小正方体的边长的倍数。
这样,我们就可以求长、宽、高的最大公约数来作为小正方体的边长。 (357,105,84)=21(厘米)
答:正方体的边长是21厘米时,用料最省且小木块的体积总和最大。
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10. 写出小于20的三个自然数,使它们的最大公约数是1,但其中任意两个数都不互质。
6,10,15或10,12,15或10,15,18
19
4. 同余问题
在平时解题中,我们经常会遇到把着眼点放在余数上的问题。如:现在时刻是7时30分,再过52小时是几时几分?我们知道一天是24小时,
,也就是说52小时里包含两个整天再加上4小时,这样
就在7时30分的基础上加上4小时,就是11时30分。很明显这个问题的着眼点是放在余数上了。
1. 同余的表达式和特殊符号
37和44同除以7,余数都是2,把除数7称作“模7”,37、44对于模7同余。 记作:(mod7) “”读作同余。
一般地,两个整数a和b,除以大于1的自然数m所得的余数相同,就称a、b对于模m同余,记作:2. 同余的性质 (1) (2)若 (3)若 (4)若性)
(5)若 如果 那么
(
的差一定能被k整除) (称为同余的可乘性) ,则
,n为正整数,同余还有一个非常有趣的现象:
(每个整数都与自身同余,称为同余的反身性。) ,那么,,
,则,则
(这称作同余的对称性)
(这称为同余的传递性) (
)(这称为同余的可加性、可减
这是为什么呢?
k也就是
的公约数,所以有
下面我们应用同余的这些性质解题。
20
例1. 用412、133和257除以一个相同的自然数,所得的余数相同,这个自然数最大是几? 分析与解答:
假设这个自然数是a,因为412、133和257除以a所得的余数相同,所以
,
,说明a是以上三个数中任意两数差的约数,要求最大是几,就是求这三个差的
最大公约数。
所以a最大是31。 例2. 除以19,余数是几? 分析与解答:
如果把三个数相乘的积求出来再除以19,就太麻烦了,利用同余思想解决就容易了。
所以
此题应用了同余的可乘性,同余的传递性。 例3. 有一个1997位数,它的每个数位都是2,是几?
分析与解答:
这个数除以13,商是有规律的。
这个数除以13,商的第100位是几?最后余数
商是170940六个数循环,那么,即,我们从左向右数“170940”
的第4个数就是我们找的那个数“9”,所以商的第100位是9。
余数是几呢?
则
21
所以商的个位数字应是“170940”中的第4个,商应是9,相应的余数是5。
例4. 除以7,余数是几? 分析与解答:
例5. 一个自然数除以3余2,除以5余3,除以7余1,这个自然数最小是几? 分析:假设这个自然数为a 那么
这道题考虑的困难是它们的余数不相同。
如果把这道题改一下,使它们的余数相同,利用整除的知识,便容易考虑了,先看下面一道题:
一个自然数除以3余2,除以5余2,除以7余2,那么,这个自然数若减去2,便同时是3,5,7的倍数,这样的自然数有:
105,210,315,??
分别被3,5,7除余2的数是 2,107,212,317,?? 最小的自然数是2。
回过头来看刚才的题,能不能把它也变为余数相同的数呢? 稍加变式,可以写成:
这样同时是3,5,7倍数的数有105,210,315,?? 那么同时被3,5,7余8的数有: 8,113,218,323,?? 其中最小的自然数为8。
例6.在求51173526被7除的余数时,小明这样做: 所以余数是5
22
刘老师说,小明的算法不仅正确,而且巧妙迅速,你知道其中的道理吗? 分析与解答:
看了下面的算式,你就会明白的。
小明用的这种方法,有比较广泛的应用,常称之为“拼凑法”在解关于用几除的余数的问题时,常常“拼凑”出显然是几的倍数的部分,对于这部分,简直可以“置之不理”,这样可以使解答过程简化。
例7. 除以3的余数是几?为什么? 分析与解答:
在上式的加项中,数是几。
由于 因此
显然可以被3整除,因此只须计算
被3除余
由此可知,只须计算由于
所以余数是1
,所以
被3除的余数,它又等于被3除的余数。
练 习
1、有一个大于1的整数,它除1000,2001,967得到相同的余数(不为0),那么这个整数是多少?
解:由上面的结论,所求整数应能整除967,1000,2001的两两之差,即 2001-1000=1001=7×11×13 1000-967=33=3×11
2001-967=1034=2×11×47
这个整数是这三个差的公约数11. 答:这个整数是11.
2.求2008的最小同余数.
解:可以先去掉7的倍数1400余608,再去掉560还余下48,再去掉42最后余下6.这个过程可简单地记成: 2008→608→48→6.从这几个数我们可以看出,它们除以7都余6. 答:2008除以7的余数是6.
3.有一个大于1的整数,它除1000,2001,967得到相同的余数(不为0),那么这个整数是多少?
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解:由上面的结论,所求整数应能整除967,1000,2001的两两之差,即 2001-1000=1001=7×11×13 1000-967=33=3×11
2001-967=1034=2×11×47
这个整数是这三个差的公约数11. 答:这个整数是11.
4、669977除以3的余数是多少?
解:?3669933 669933=669977-11
?669977?11 (mod3)
余数是1
5. 数2001,2232除以整数n,得到相同的余数,而且这个余数是合数,求n. 解:根据余数相同,所求的数应能整除2001与2232的差,即
2232-2001=231=3×7×11
由此我们知道n可能是3或7或11,究竟哪个符全合条件呢,这我们得认真对待,千万不能手懒.只要试一试即可,得7和11、21、33、77都符合条件. 答:n是7或11或21或33或77或231.
6.用一个自然数去除715和903所得余数相同,且商相差4.求这个数.
解:根据两个数除以同一个数余数相同的特点,我们可以得到903 -715的差能被这个数整除,又因为所得的商相差4,也就是903 -715的差除以这个数应该得4,要求这个数,即可用(903-715)÷4=47,即所求的数为47.
答:这个数是47.
此类题可以归结为:甲乙两个数除以一个相同的数,余数相同,且商相差n(n>1),则这个相同的数为(甲-乙)÷n.
7、分别求1111??????1除以7,6,3的余数 ?????1994个11)?7111111 1994?6?332余2
?所求余数就是11?7的余数4
2)从高位到低位的商对应的余数是:5,3,1,5,3,1,5,3,1。。工1993个。1993?3?664余1,
故余数是5
3)能被3整除的数,数位上数字的和是3的倍数,数位上数字的和是1994,
11??????1?1994?2 (mod3),所以余数是2 ?????1994个18、 利用同余的性质求下列各题的余数。
437?309?1993 除以 7
2
24 45除以11
21被61除 3除以19
169、求47?52?279的末位数字。
3581244735?5281?27924?74?20?3?24?20?1?94?5?4 (mod10)
?73?21?94?3?2?1?5 24
10、 把1至1996这1996个自然数依次写下来,得一多位数123456789101112??199419951996,试求这一多位数除以9的余数.
分析:从前面我们学习被9整除的特征知道,一个数的各个数位上的数字之和能被9整除,这个数必能被9整除.所以一个数除以9的余数,与这个数的各个数位上的数字之和除以9的余数正好相等.这样问题转化为求1至1996这1996个自然数中所有数字之和是多少,然后用这个和除以9所得的余数即为所求.
解:将0至1999这2000个整数一头一尾分成如下1000组:(0,1999),(l,1998),(2,1997),(3,1996),??,(997,1002),(998,1001),(999,1000).以上每一组的两数之和都是1999,并且每一组两数相加时都不进位,这样1至1999这1999个自然数的所有数字之和等于:
(1+9+9+9)×1000=28000
而1997至1999这3个自然数所有数字之和为:
1×3+9×3+9×3+7+8+9=81
所以从1至1996这1996个自然所有数字之和为:
28000-81=27919
27919÷9=3102?1
所以123456789??199419951996除以9的余数是1.
另外:因为依次写出的任意连续9个自然数所组成的位数一定能被9整除.而1至1996共有1996个连续的自然数,且1996÷9=221?7,最后7个自然数为1990,1991,1992,?1996,这7个数的所有数字之和为:
1×7+9×7+9×7+1+2+3+?+6=154
154÷9=17?1
所以123456789??199419951996这个多位数被9除余1.
为什么依次写出任意连续9个自然数所组成的多位数一定能被9整除呢?这是因为任意连续的9个自然数各数位上的数字之和除以9的余数,必是0,1,2,?,7,8这9个数,而各数位上的数字之和除以9的余数,
25
就等于这9个数之和0+1+2+?+8除以9的余数,由于0+1+2+?+8=36能被9整除,所以任意连续的9个自然数各数位上的数字之和必能被9整除,因此任意连续9个自然数所组成的多位数必能被9整除.
26
5. 奇偶性
整数按照能不能被2整除,可以分为两类: (1)能被2整除的自然数叫偶数,例如
0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16,? (2)不能被2整除的自然数叫奇数,例如 1,3,5,7,9,11,13,15,17,?
整数由小到大排列,奇、偶数是交替出现的。相邻两个整数大小相差1,所以肯定是一奇一偶。因为偶数能被2整除,所以偶数可以表示为2n的形式,其中n为整数;因为奇数不能被2整除,所以奇数可以表示为2n+1的形式,其中n为整数。
每一个整数不是奇数就是偶数,这个属性叫做这个数的奇偶性。奇偶数有如下一些重要性质:
(1)两个奇偶性相同的数的和(或差)一定是偶数;两个奇偶性不同的数的和(或差)一定是奇数。反过来,两个数的和(或差)是偶数,这两个数奇偶性相同;两个数的和(或差)是奇数,这两个数肯定是一奇一偶。
(2)奇数个奇数的和(或差)是奇数;偶数个奇数的和(或差)是偶数。任意多个偶数的和(或差)是偶数。
(3)两个奇数的乘积是奇数,一个奇数与一个偶数的乘积一定是偶数。
(4)若干个数相乘,如果其中有一个因数是偶数,那么积必是偶数;如果所有因数都是奇数,那么积就是奇数。反过来,如果若干个数的积是偶数,那么因数中至少有一个是偶数;如果若干个数的积是奇数,那么所有的因数都是奇数。
(5)在能整除的情况下,偶数除以奇数得偶数;偶数除以偶数可能得偶数,也可能得奇数。奇数肯定不能被偶数整除。
(6)偶数的平方能被4整除;奇数的平方除以4的余数是1。
2n22
因为(2n)=42=4×n,所以(2n)能被4整除;
因为(2n+1)2=4n2+4n+1=4×(n2+n)+1,所以(2n+1)2除以4余1。 (7)相邻两个自然数的乘积必是偶数,其和必是奇数。
(8)如果一个整数有奇数个约数(包括1和这个数本身),那么这个数一定是平方数;如果一个整数有偶数个约数,那么这个数一定不是平方数。
整数的奇偶性能解决许多与奇偶性有关的问题。有些问题表面看来似乎与奇偶性一点关系也没有,例如染色问题、覆盖问题、棋类问题等,但只要想办法编上号码,成为整数问题,便可利用整数的奇偶性加以解决。
例1下式的和是奇数还是偶数?
1+2+3+4+?+1997+1998。
分析与解:本题当然可以先求出算式的和,再来判断这个和的奇偶性。但如果能不计算,直接分析判断出和的奇偶性,那么解法将更加简洁。根据奇偶数的性质(2),和的奇偶性只与加数中奇数的个数有关,与加数中的偶数无关。1~1998中共有999个奇数,999是奇数,奇数个奇数之和是奇数。所以,本题要求的和是奇数。
例2 能否在下式的□中填上“+”或“-”,使得等式成立? 1□2□3□4□5□6□7□8□9=66。
分析与解:等号左端共有9个数参加加、减运算,其中有5个奇数,4个偶数。5个奇数的和或差仍是奇数,4个偶数的和或差仍是偶数,因为“奇数+偶数=奇数”,所以题目的要求做不到。
例3 任意给出一个五位数,将组成这个五位数的5个数码的顺序任意改变,得到一个新的五位数。那么,这两个五位数的和能不能等于99999?
分析与解:假设这两个五位数的和等于99999,则有下式:
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其中组成两个加数的5个数码完全相同。因为两个个位数相加,和不会大于 9+9=18,竖式中和的个位数是9,所以个位相加没有向上进位,即两个个位数之和等于9。同理,十位、百位、千位、万位数字的和也都等于9。所以组成两个加数的10个数码之和等于 9+9+9+9+9=45,是奇数。
另一方面,因为组成两个加数的5个数码完全相同,所以组成两个加数的10个数码之和,等于组成第一个加数的5个数码之和的2倍,是偶数。
奇数≠偶数,矛盾的产生在于假设这两个五位数的和等于99999,所以假设不成立,即这两个数的和不能等于99999。
例4 在一次校友聚会上,久别重逢的老同学互相频频握手。请问:握过奇数次手的人数是奇数还是偶数?请说明理由。
分析与解:通常握手是两人的事。甲、乙两人握手,对于甲是握手1次,对于乙也是握手1次,两人握手次数的和是2。所以一群人握手,不论人数是奇数还是偶数,握手的总次数一定是偶数。
把聚会的人分成两类:A类是握手次数是偶数的人,B类是握手次数是奇数的人。
A类中每人握手的次数都是偶数,所以A类人握手的总次数也是偶数。又因为所有人握手的总次数也是偶数,偶数-偶数=偶数,所以B类人握手的总次数也是偶数。
握奇数次手的那部分人即B类人的人数是奇数还是偶数呢?如果是奇数,那么因为“奇数个奇数之和是奇数”,所以得到B类人握手的总次数是奇数,与前面得到的结论矛盾,所以B类人即握过奇数次手的人数是偶数。
例5 五(2)班部分学生参加镇里举办的数学竞赛,每张试卷有50道试题。评分标准是:答对一道给3分,不答的题,每道给1分,答错一道扣1分。试问:这部分学生得分的总和能不能确定是奇数还是偶数?
分析与解:本题要求出这部分学生的总成绩是不可能的,所以应从每个人得分的情况入手分析。因为每道题无论答对、不答或答错,得分或扣分都是奇数,共有50道题,50个奇数相加减,结果是偶数,所以每个人的得分都是偶数。因为任意个偶数之和是偶数,所以这部分学生的总分必是偶数。
例1用0~9这十个数码组成五个两位数,每个数字只用一次,要求它们的和是奇数,那么这五个两位数的和最大是多少?
分析与解:有时题目的要求比较多,可先考虑满足部分要求,然后再调整,使最后结果达到全部要求。 这道题的几个要求中,满足“和最大”是最容易的。暂时不考虑这五个数的和是奇数的要求。
要使组成的五个两位数的和最大,应该把十个数码中最大的五个分别放在十位上,即十位上放5,6,7,8,9,而个位上放0,1,2,3,4。根据奇数的定义,这样组成的五个两位数中,有两个是奇数,即个位是1和3的两个两位数。
要满足这五个两位数的和是奇数,根据奇、偶数相加减的运算规律,这五个数中应有奇数个奇数。现有两个奇数,即个位数是1,3的两位数。所以五个数的和是偶数,不合要求,必须调整。调整的方法是交换十位与个位上的数字。要使五个数有奇数个奇数,并且五个数的和尽可能最大,只要将个位和十位上的一个奇数与一个偶数交换,并且交换的两个的数码之差尽可能小,由此得到交换5与4的位置。满足题设要求的五个两位数的十位上的数码是4,6,7,8,9,个位上的数码是0,1,2,3,5,所求这五个数的和是(4+6+7+8+9)×10+(0+1+2+3+5)=351。 例2 7只杯子全部杯口朝上放在桌子上,每次翻转其中的2只杯子。能否经过若干次翻转,使得7只杯子全部杯口朝下?
分析与解:盲目的试验,可能总也找不到要领。如果我们分析一下每次翻转后杯口朝上的杯子数的奇偶性,就会发现问题所在。一开始杯口朝上的杯子有7只,是奇数;第一次翻转后,杯口朝上的变为5只,仍是奇数;再继续翻转,因为只能翻转两只杯子,即只有两只杯子改变了上、下方向,所以杯口朝上的杯子数仍是奇数。类似的分析可以得到,无论翻转多少次,杯口朝上的杯子数永远是奇数,不可能是偶数0。也就是说,不可能使7只杯子全部杯口朝下。
例3 有m(m≥2)只杯子全部口朝下放在桌子上,每次翻转其中的(m-1)只杯子。经过若干次翻转,能使杯口全部朝上吗?
分析与解:当m是奇数时,(m-1)是偶数。由例2的分析知,如果每次翻转偶数只杯子,那么无论经过多少次翻转,杯口朝上(下)的杯子数的奇偶性不会改变。一开始m只杯子全部杯口朝下,即杯口朝下的杯子数是奇数,每次翻转(m-1)即偶数只杯子。无论翻转多少次,杯口朝下的杯子数永远是奇数,不可能全部朝上。
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当m是偶数时,(m-1)是奇数。为了直观,我们先从m= 4的情形入手观察,在下表中用∪表示杯口朝上,∩表示杯口朝下,每次翻转3只杯子,保持不动的杯子用*号标记。翻转情况如下:
由上表看出,只要翻转4次,并且依次保持第1,2,3,4只杯子不动,就可达到要求。一般来说,对于一只杯子,要改变它的初始状态,需要翻奇数次。对于m只杯子,当m是偶数时,因为(m-1)是奇数,所以每只杯子翻转(m-1)次,就可使全部杯子改变状态。要做到这一点,只需要翻转m次,并且依次保持第1,2,?,m只杯子不动,这样在m次翻转中,每只杯子都有一次没有翻转,即都翻转了(m-1)次。
综上所述:m只杯子放在桌子上,每次翻转(m-1)只。当m是奇数时,无论翻转多少次,m只杯子不可能全部改变初始状态;当m是偶数时,翻转m次,可以使m只杯子全部改变初始状态。
例4 一本论文集编入15篇文章,这些文章排版后的页数分别是1,2,3,?,15页。如果将这些文章按某种次序装订成册,并统一编上页码,那么每篇文章的第一面是奇数页码的最多有几篇?
分析与解:可以先研究排版一本书,各篇文章页数是奇数或偶数时的规律。一篇有奇数页的文章,它的第一面和最后一面所在的页码的奇偶性是相同的,即排版奇数页的文章,第一面是奇数页码,最后一面也是奇数页码,而接下去的另一篇文章的第一面是排在偶数页码上。一篇有偶数页的文章,它的第一面和最后一面所在的页码的奇偶性是相异的,即排版偶数页的文章,第一面是奇(偶)数页码,最后一面应是偶(奇)数页码,而紧接的另一篇文章的第一面又是排在奇(偶)数页码上。
以上说明本题的解答主要是根据奇偶特点来处理。 题目要求第一面排在奇数页码的文章尽量多。首先考虑有偶数页的文章,只要这样的第一篇文章的第一面排在奇数页码上(如第1页),那么接着每一篇有偶数页的文章都会是第一面排在奇数页码上,共有7篇这样的文章。然后考虑有奇数页的文章,第一篇的第一面排在奇数页码上,第二篇的第一面就会排在偶数页码上,第三篇的第一面排在奇数页码上,如此等等。在8篇奇数页的文章中,有4篇的第一面排在奇数页码上。因此最多有7+4=11(篇)文章的第一面排在奇数页码上。
例5 有大、小两个盒子,其中大盒内装1001枚白棋子和1000枚同样大小的黑棋子,小盒内装有足够多的黑棋子。阿花每次从大盒内随意摸出两枚棋子,若摸出的两枚棋子同色,则从小盒内取一枚黑棋子放入大盒内;若摸出的两枚棋子异色,则把其中白棋子放回大盒内。问:从大盒内摸了1999次棋子后,大盒内还剩几枚棋子?它们都是什么颜色?
分析与解:大盒内装有黑、白棋子共1001+1000=2001(枚)。
因为每次都是摸出2枚棋子放回1枚棋子,所以每摸一次少1枚棋子,摸了1999次后,还剩2001-1999=2(枚)棋子。
从大盒内每次摸2枚棋子有以下两种情况:
(1)所摸到的两枚棋子是同颜色的。此时从小盒内取一枚黑棋子放入大盒内。当所摸两枚棋子同是黑色,这时大盒内少了一枚黑棋子;当所摸两枚棋子同是白色,这时大盒内多了一枚黑棋子。
(2)所摸到的两枚棋子是不同颜色的,即一黑一白。这时要把拿出的白棋子放回到大盒,大盒内少了一枚黑棋子。
综合(1)(2),每摸一次,大盒内的黑棋子总数不是少一枚就是多一枚,即改变了黑棋子数的奇偶性。原来大盒内有1000枚即偶数枚黑棋子,摸了1999次,即改变了1999次奇偶性后,还剩奇数枚黑棋子。因为大盒内只剩下2枚棋子,所以最后剩下的两枚棋子是一黑一白。
例6 一串数排成一行:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,? 到这串数的第1000个数为止,共有多少个偶数?
分析与解:首先分析这串数的组成规律和奇偶数情况。 1+1=2,2+3=5,3+5=8, 5+8=13,?
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这串数的规律是,从第三项起,每一个数等于前两个数的和。根据奇偶数的加法性质,可以得出这串数的奇偶性:
奇,奇,偶,奇,奇,偶,奇,奇,偶,??
容易看出,这串数是按“奇,奇,偶”每三个数为一组周期变化的。 1000÷3=333??1,这串数的前1000个数有333组又1个数,每组的三个数中有1个偶数,并且是第3个数,所以这串数到第1000个数时,共有333个偶数。
练习
1.能否从四个3、三个5、两个7中选出5个数,使这5个数的和等于22? 2.任意交换一个三位数的数字,得一个新的三位数,一位同学将原三位数与新的三位数相加,和是999。这位同学的计算有没有错?
3.甲、乙两人做游戏。任意指定七个整数(允许有相同数),甲将这七个整数以任意的顺序填在下图第一行的方格内,乙将这七个整数以任意的顺序填在图中的第二行方格里,然后计算出所有同一列的两个数的差(大数减小数),再将这七个差相乘。游戏规则是:若积是偶数,则甲胜;若积是奇数,则乙胜。请说明谁将获胜。
4.某班学生毕业后相约彼此通信,每两人间的通信量相等,即甲给乙写几封信,乙也要给甲写几封信。问:写了奇数封信的毕业生人数是奇数还是偶数?
5.A市举办五年级小学生“春晖杯”数学竞赛,竞赛题30道,记分方法是:底分15分,每答对一道加5分,不答的题,每道加1分,答错一道扣1分。如果有333名学生参赛,那么他们的总得分是奇数还是偶数?
6.把下图中的圆圈任意涂上红色或蓝色。是否有可能使得在同一条直线上的红圈数都是奇数?试讲出理由。
7.红星影院有1999个座位,上、下午各放映一场电影。有两所学校各有1999名学生包场看这两场电影,那么一定有这样的座位,上、下午在这个座位上坐的是两所不同学校的学生,为什么?
8.在11,111,1111,11111,?这些数中,任何一个数都不会是某一个自然数的平方。这样说对吗? 9.一本书由17个故事组成,各个故事的篇幅分别是1,2,3,?,17页。这17个故事有各种编排法,但无论怎样编排,故事正文都从第1页开始,以后每一个故事都从新一页码开始。如果要求安排在奇数页码开始的故事尽量少,那么最少有多少个故事是从奇数页码开始的?
10.桌子上放着6只杯子,其中3只杯口朝上,3只杯口朝下。如果每次翻转5只杯子,那么至少翻转多少次,才能使6只杯子都杯口朝上?
11.70个数排成一行,除了两头的两个数以外,每个数的3倍都恰好等于它两边的两个数的和,这一行数的最左边的几个数是这样的:0,1,3,8,21,?问:最右边的一个数是奇数还是偶数?
12.学校组织运动会,小明领回自己的运动员号码后,小玲问他:“今天发放的运动员号码加起来是奇数还是偶数?”小明说:“除开我的号码,把今天发的其它号码加起来,再减去我的号码,恰好是100。”今天发放的运动员号码加起来,到底是奇数还是偶数?
13.在黑板上写出三个整数,然后擦去一个换成所剩两数之和,这样继续操作下去,最后得到88,66,99。问:原来写的三个整数能否是1,3,5?
14.将888件礼品分给若干个小朋友。问:分到奇数件礼品的小朋友是奇数还是偶数?
30
答案:
1.对。提示:因为平方数能被4整除或除以4余1,而形如111?11的数除以4的余数与11除以4的余数相同,余3,所以不是平方数。
2.5个。提示:与例4类似分析可知,先排9个奇数页的故事,其中有5个从奇数页开始,再排8个偶数页的故事,都是从偶数页码开始。
3.3次。提示:见下表。
4.偶数。
提示:这行数的前面若干个数是:0,1,3,8,21,55,144,377,987,2584,? 这些数的奇偶状况是:偶,奇,奇,偶,奇,奇,偶,奇,奇,??
从前到后按一偶二奇的顺序循环出现。70÷3=23??1,第70个数是第24组数的第一个数,是偶数。 5.偶数。
提示:号码总和等于100加上小明号码的2倍。 6.不能。
提示:如果原来写的是1,3,5,那么从第一次改变后,三个数永远是两个奇数一个偶数。 7.偶数。
提示:如果是奇数,那么分到奇数件礼品的小朋友得到的礼品总数是奇数,而分到偶数件礼品的小朋友得到的礼品总数是偶数,于是得出所有礼品总数是奇数,与888件礼品矛盾。
8五个奇数的和不可能等于22。
9.与例3类似,这位同学计算有错误。 10.甲胜。
提示:七个整数中,奇、偶数的个数肯定不等,如果奇(偶)数多,那么至少有一列的两个数都是奇(偶)数,这列的差是偶数,七个差中有一个偶数,七个差之积必是偶数,所以甲胜。
11.偶数。
提示:因为这次活动是有来有往,所以总的通信数是偶数。又因为写了偶数封信的人写信的总数是偶数,所以写了奇数封信的人写信的总数也是偶数。因为只有偶数个奇数之和是偶数,所以写奇数封信的人数是偶数。
12.奇数。提示:每个同学的得分都是奇数。 13.不可能。
提示:假设在同一条直线上的红圈数都是奇数,5条直线上的红圈总数就会是奇数(奇数乘以奇数仍是奇数)。因为每个红圈均在两条直线上,所以按各条直线上的红圈数计算和时,每个红圈都被算了两次,所以红圈总数应是偶数。这就出现了矛盾。所以假设在同一条直线上的红圈数都是奇数是不可能的。
14.提示:如果每个座位上、下午坐的都是同一个学校的学生,那么每个学校来看电影的学生数应当是偶数,与每所学校有1999名学生来看电影矛盾。这个矛盾说明必有上、下午坐的是不同学校的学生的座位。
31
6. 行程问题 行程问题(一)
相遇问题
1、基本关系式:速度×时间=路程 ; 路程÷速度和=时间 ;路程÷时间=速度和 2、中点问题
例:李明从甲地到乙地,每小时行5千米,王勇从乙地到甲地每小时行4千米,两人同时出发,在离甲乙两地中点1千米的地方相遇,求甲乙两地相距多少千米?
解题关键:谁走的路程多?多了多少?见图
1×2÷(5-4)=2(小时)??相遇问题 (5+4)×2=18(千米)??两地路程 答:甲乙两地相距18千米。
练与讲:甲乙两人上午8时于东村到西村去,甲每小时比乙快6千米,中午12时甲到西村后立即原路返回,在距西村15千米处遇见乙,求东西两村相距多少千米?
15×2=30(千米)??甲比乙多行路程 30÷6=5(小时)??相遇时间
因为上午8时到中午12时,经过时间为12-8=4小时??甲由东到西的时间
所以加由西到与乙相遇走了小时,1小时甲所行路程为15,则: 15×4=60(千米)??东西相距 答:东西两村相距60千米。 3、二次相遇问题
例:A、B两车同时从甲、乙两站相对开出,两车第一次是在离甲站50千米处相遇,相遇后两车各自以原来速度继续行驶,到达乙、甲站后立即原路返回,第二次是在离乙站30千米处相遇。问:如此下去,A、B两车第三次相遇在何处?
因为两车同时从两地相对开出到相遇,共同行完1个全程。 所以两车第二次相遇后共同行完3个全程。
那么,两车第三次相遇应共同行完(5)个全程。则解题关键应是全程是多少千米?
由两车第一次相遇离甲站50千米可知,A车、B车共同行完一个全程时A车行了50千米。 50×3=150(千米)??第二次相遇时A车所行路程
150-30=120(千米)??全程 想:第三次相遇时,两车合行了5个全程,这时50×5÷120=2??10(千米) A车是由那个站(甲)开出的
答:第三次相遇是在离甲站10千米处。
练:客货两车同时从甲乙两地相对开出,第一次相遇在离乙地80千米的地方,相遇后继续行驶,均在达到对方出发地后立即返回,第二次相遇在在离甲地50千米处,求甲乙两地间的距离?
因为第二次相遇说明两车共同行驶了三个全程 所以80×3-502=190(千米) 答:甲乙两地间相距190千米。
例1 A、B两地相距259千米,甲车从A地开往B地,每小时行38千米;半小时后,乙车从B地开往A地,每小时行42千米。乙车开出几小时后和甲车相遇?
分析 我们可以设乙车开出后X小时和甲车相遇。相遇时,甲车共行了38×(X+0.5)千米,乙车共行了
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42X千米,用两车行的路程和是259千米来列出方程,最后求出解。
解:设乙车开出X小时和甲车相遇。 38×(X+0.5)+42X=259
解得 X=3 即:乙车开出3小时后和甲车相遇。
例2 一辆汽车从甲地开往乙地,平均每小时行20千米。到乙地后又以每小时30千米的速度返回甲地,往返一次共用7.5小时。求甲、乙两地间的路程。
分析 如果设汽车从甲地开往乙地时用了X小时,则返回时用了(7.5-X)小时,由于往、返的路程是一样的,我们可以通过这个等量关系列出方程,求出X值,就可以计算出甲、乙两地间的路程。
解:设去时用X小时,则返回时用(7.5-X)小时。 20X=30(7.5-X) 解得 X=4.5
20×4.5=90(千米)
即:甲、乙两地间的路程是90千米。
例3 东、西两地相距5400米,甲、乙二人从东地、丙从西地同时出发,相向而行。甲每分钟行55米,乙每分钟行60米,丙每分钟行70米。多少分钟后乙正好走到甲、丙两人之间的中点处?
分析 设行了X分钟,这时甲行50X米,乙行60X米,丙行70X米。甲和乙之间的距离可用60X-50X表示,乙和丙之间的距离可用5400-70X-50X表示。由于这两个距离相等,所以有60X-50X=5400-70X-50X,求出此方程的解就得到所求问题。
解:设X分钟后乙正好走到甲、丙两人之间的中点。 60X-50X=5400-70X-50X 解得 X=40
即:40分钟后乙正好走到甲、丙两人之间的中点。
例4 快、慢两车同时从A地到B地,快车每小时行54千米,慢车每小时行48千米。途中快车因故停留3小时,结果两车同时到达B地。求A、B两地间的距离。
分析 我们可以设快车行驶了X小时,那么,慢车就行驶了(X+3)小时,利用快、慢两车所行的路程相等这一关系,可以列出方程,通过解方程求出快车所行驶的时间,最后用“速度×时间=路程”这一关系求出A、B两地间的距离。
解:设快车行驶了X小时。 54X=48×(X+3) 解得 X=24
54×24=1296(千米)
即:A、B两地相距1296千米。
例5 一位同学在360米长的环形跑道上跑了一圈,已知他前一半时间每秒跑5米,后一半时间每秒跑4米。求他后一半路程用了多少时间?
分析 因为这位同学在前一半时间跑步的速度大于后一半时间跑步的速度,所以前一半时间所跑的路程一定大于半圈180米,即在跑前半圈时的速度都是每秒5米,跑前半圈要用180÷5=36秒。如果再求出跑一圈的时间,就能求出跑后半圈的时间了。为了方便计算,我们假设他按题中跑法跑了2圈。
设跑一圈用X秒,则跑二圈共跑720米。 5X+4X=720 解得 X=80
80-36=44(秒)
即:他后一半路程用了44秒。
追及问题
1、基本关系式:速度差×追及时间=路程差;路程差÷速度差=追及时间; 路程差÷追及时间=速度差
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1、追及 后追前,后速一定比前速快
例:王萍以每小时4千米的速度步行去县城,出发4小时后,陆素骑摩托车从同一地点出发出发沿同一路线去追王萍,每小时行44千米,问:陆素出发后几分钟追上王萍?
因为:路线差为4×4 速度差为44-4
所以:(4×4)÷(44-4)=0.4小时=24分钟 答:陆素出发后24分钟追上王萍。
练:A汽车每小时行驶50千米,B汽车每小时行驶40千米,这两辆汽车同时从甲城出发,沿同一路线送货到乙城,A汽车在途中发生故障,停车2小时,结果A、B两车同时到达乙城,求甲乙两城相距多少千米?
A车停车2小时,可理解为B车先走2小时,(路程差) 40×2÷(50-40)=8小时??追及时间 50×8=400(千米) 答:甲乙两城相距400千米。
练与讲:一列货车从甲城开往乙城,每小时行50千米,货车开出2小时后,一列客车也从甲城开往乙城,每小时行80千米,为保证安全行车,规定两车的距离不应小于10千米,按此规定,货车最晚应在开出后几小时停下来让客车通过?
货车先开2小时,则路程差为50×2,但是规定两车间距不应小于10千米,那么,路程差应为(50×2-10)千米
(50×2-10)÷(80-50)=3小时 追及时间 3+2=5小时??停车让道时间
答:货车最晚应在开出后5小时停下来让客车通过。 3、转换
例:甲乙两车同时同地出发去同一目的地,甲车每小时行40千米,乙车每小时行35千米,途中甲车因故障修车用了3小时,结果甲车比乙车迟到目的地1小时,求两地间的距离是多少千米?
因为:甲车修车3小时可转化成甲车比乙车迟开3小时,由甲车比乙车迟到1小时,可知,乙停车了甲还行驶了1小时。则可转为乙车比原出发时间迟开小时,那么,就相当于甲车比乙车迟开2小时。
35×2÷(40-35)=14(小时)??甲行驶时间 40×16=560(千米)
答:两地间的距离是560千米。
练:AB两地相距20千米,甲乙二人从A地出发去B地,。甲骑车每小时行10千米,乙步行每小时行5千米,甲在途中停了一段时间修车,乙到达B地后,甲离B地还有2千米。问:甲修车用了多少千米?
20÷10=2(小时)??甲不修车需要时间 20÷5=4(小时)??乙行全程时间 2÷10=0.2(小时)??乙到时,甲还要的时间 4+0.2=4.2(小时)??甲共用时间 4.2-2=2.2(小时)
答:甲修车用了2.2小时。
例1 中巴车每小时行60千米,小轿车每小时行84千米。两车同时从相距60千米的两地同方向开出,且中巴在前。几小时后小轿车追上中巴车?
分析 原来小轿车落后于中巴车60千米,但由于小轿车的速度比中巴车快,每小时比中巴车多行84-60=24千米,也就是每小时小轿车能追中巴车24千米。60÷24=2.5小时,所以2.5小时后小轿车能追上中巴车。
例2 一辆汽车从甲地开往乙地,要行360千米。开始按计划以每小时45千米的速度行驶,途中因汽车故障修车2小时。因为要按时到达乙地,修好车后必须每小时多行30千米。汽车是在离甲地多远处修车的?
分析 途中修车用了2小时,汽车就少行45×2=90千米;修车后,为了按时到达乙地,每小时必须多行30千米。90千米里面包含有3个30千米,也就是说,再行3小时就能把修车少行的90千米行完。因此,修车后再行(45+30)×3=225千米就能到达乙地,汽车是在离甲地360-225=135千米处修车的。
例3 甲、乙两人以每分钟60米的速度同时、同地、同向步行出发。走15分钟后甲返回原地取东西,而乙继续前进。甲取东西用去5分钟的时间,然后改骑自行车以每分钟360米的速度追乙。甲骑车多少分钟才能追上乙?
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分析 当甲取了东西改骑自行车出发时,乙已行15+15+5=35分钟,行了60×35=2100米。甲骑车每分钟比乙步行多行(360-60)米,用2100米除以(360-60)米就得到甲骑车追上乙的时间。
例4 甲骑车、乙跑步,二人同时从同一地点出发沿着长4千米的环形公路同方向进行晨练。出发后10分钟,甲便从乙身后追上了乙。已知二人的速度和是每分钟700米,求甲、乙二人的速度各是多少?
分析 出发10分钟后,甲从乙身后追上了乙,也就是10分钟内甲比乙多行了一圈。因此,甲每分钟比乙多行4000÷10=400米。知道了二人的速度差是每分钟400米,速度和是每分钟700米,就能算出甲骑车的速度是(700+400)÷2=550米,乙跑步的速度是700-550=150米。
例5 甲、乙、丙三人步行的速度分别是每分钟100米、90米、75米。甲在公路上A处,乙、丙在公路上B处,三人同时出发,甲与乙、丙相向而行。甲和乙相遇3分钟后,甲和丙又相遇了。求A、B之间的距离。
分析 甲和乙相遇后,再过3分钟甲又能和丙相遇,说明甲和乙相遇时,乙比丙多行(100+75)×3=525米。而乙每分钟比丙多行90-75=15米,多行525米需要用525÷15=35分钟。35分钟甲和乙相遇,说明A、B两地之间的距离是(100+90)×35=6650米。
练 习
1、甲乙两人同时从两地骑车相向而行,甲车速度为每小时15千米,乙车速度为每小时15千米。两人相遇后,距离两地中点3千米,求两地相距多少千米?
3×2÷(15-13)=3(小时)??相遇时间 (15+13)×3=84(千米) 答:两地相距84千米。
2、一列火车于下午1时30分从甲站开出,每小时行60千米,1小时后,另一列火车以同样速度从乙站开出,当天下午6时两车相遇。问:甲乙两地相距多少千米?
6-1.5=4.5(小时)??甲车行的时间 4.5-1=3.5(小时)??乙车行的时间 60×(4.5+3.5)=480(千米) 或(60+60)×3.5+60=480(千米) 答:甲乙两地相距480千米。
1、 甲乙两车同时从AB两地相向而行,在距A地60千米处相遇,他们各自到达对方出发点后立即返回。途中又在距A地40千米处相遇,求:A、B两地间距离?
60×3=180(千米)??二次相遇甲行路程
180+40=220(千米)??如果把乙走的路程给甲,甲则行了两个路程 220÷2=110(千米)
答:A、B两地相距110千米。
4、A、B两地相距960千米,甲、乙两车同时从A地出发开往B地,甲车每小时行80千米,乙车每小时行60千米。甲车达到B地后休息了0.5小时,又以原速度返回A地,那么,两车会在离B地多少千米处相遇?
960÷80=12(小时)??甲行全程时间
60×(12+0.5)=750(千米)??乙行的路程
(960-750)÷(80+60)=1.5(小时)??相遇时间 80×1.5=120(千米)
答:两车在距离B地120千米处相遇。
5、两辆卡车为王村送化肥,第一辆车以每小时30千米的速度从仓库出发,12分钟后第二辆汽车以每小时
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40千米的速度也从此仓库出发,结果两车同时到达王村。求仓库距王村多少千米?
12分=0.2小时
30×0.2=6千米??路程差
6÷(40-30)=0.6(小时)??追及时间
40×0.6=24(千米) 或30.0.6+6=24(千米) 答:仓库到王村相距24千米。
6、兄弟二人同时沿同一路线从东城去西城,哥哥每天走24千米,弟弟每天走18千米,后来哥哥因有事在途中停留了4天,结果比弟弟晚到1天,求东西两城相距多少千米?
18×(4-1)=54(千米) 54÷(24-18)=9(天) 24×9=216(千米)
答:东西两城相距216千米。
7、AB两城相距380千米。客车和货车分别从西城同时出发,相对而行,经过4小时两车相遇,货车比客车每小时快5千米。求这两辆车每小时各行多少千米?
380÷4=95(千米)??速度和
(95-5)÷2=45(千米)??客车速度 45+5=50(千米)??货车速度
答:客车速度为每小时45千米,货车速度为每小时50千米。
8、甲乙两车同时从A地出发,沿同一路线往返于A、B两地间。甲车每小时行4千米,乙车每小时行3千米,甲在距B地4千米的地方遇到乙。求AB两地的距离?
4×2÷(4-3)=8小时
4×8-4=32-4=28(千米)
答:AB两地相距28千米。
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行程问题(二)
流水行程
船在流水中航行与在静水中航行是不同的,它的航行速度要受到水流速度的影响。 想一想:
1.小河里的水,每分钟流动lO米,用纸摺的小船放在小河里,纸船会怎样运动?
2.小河里的水,每分钟流动10米,把一艘电动玩具的小船放在河里,顺流而下,每分钟前进的路程和纸船相同吗?
准备题:
船在静水中,每小时行驶30千米,水流速度每小时4千米: (1)船顺水而下,每小时行多少千米? 30+4=34(千米/小时)
(2)船逆水而上,每小时行多少千米? 30-4=26(千米/小时) 由准备题可以得到:
船顺水速度 = 船速 + 水流速 船逆水速度 = 船速 - 水流速
注意:这里的船速指船在静水中的航行速度·
例l 已知甲、乙两个码头相距896千米,一艘快艇在静水中每小时行60千米,水流速度每小时4千米。那么
(1)快艇从甲到乙顺流而下,经过几小时到达乙码头? (2)快艇从乙到甲逆流而上,经过几小时到达甲码头? 解:(1)896÷(60+4)=14(小时) (2)896÷(60-4)=16(小时) -
答:(1)快艇从甲到乙需14小时;(2)快艇从乙到甲需16小时。
例2一只船逆水航行216千米需要12小时,这条河水流速每小时3千米。那么这只船顺水航行每小时行多少千米?
分析:船的逆水速度+水流速=船速 解:船速:216÷12+3=2l(千米/小时) 顺水速度:2l+3=24(千米/小时) .
试一试:一条河水流速为每小时2千米,A、B两个码头间的河道长224千米,一艘游艇从A出发顺流而下到码头B用了7小时.那么它们从码头B回到码头A需要多少小时?
例3 一只船顺水航行,每小时2l千米,逆水航行每小时行15千米。那么这条船在静水中的速度和水流速各是每小时多少千米?
分析:船的顺水速度和逆水速度分别是船速和水流速的和与差。可以按和差问题的方法求解。 解:船速:(2l+15)÷2=18(千米/小时) 水流速:2l-18=3(千米/小时)
答:船速每小时18千米;水流速每小时3千米。
例4 甲、乙两港间水路长240千米,一艘轮船从上游甲港航行到下游乙港需要10小时;从乙港返回甲港需要12小时。求船在静水中的速度和水流速。
解:船顺水速度:240÷lO=24(千米/小时) 船逆水速度:240÷12=20(千米/小时) 船速:(24+20)÷2=22(千米/小时) 水流速:24—22=2(千米/小时)
答:船速每小时22千米;水流速每小时2千米。
例5轮船在静水中每小时行20千米,轮船从甲港逆水航行9小时,到达距甲港144千米的乙港。那么再从乙港返回甲港需要多少小时?
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解:船逆水速度:144÷9=16(千米/小时) 水流速:20 - 16=4(千米/小时) 从乙港返回甲港时间 144÷(20+4)=6(小时) 答:从乙港返回甲港需要6小时。
例6一艘客轮从武汉到九江,顺水每小时行26千米,从九江返回武汉逆水而行用了13小时。已知水流速每小时3千米,那么武汉与九江之间的水路长多少千米?
解:船逆水速度:26-3-3=20(千米/小时) 武汉与九江距离:20×13=260(千米)
例7某人在河中游泳逆流而上,游到某地丢失了水壶,水壶顺流而下,经过2小时他才发现水壶丢失,立即返回寻找,结果在离丢失水壶地点下游8千米处找到水壶.那么此人返回寻找水壶用了多少小时? 水流速每小时多少千米?
分析;丢水壶后,水壶漂流速度就是水流速,人逆水速度是人速-水流速,所以每小时人与水壶之间相距恰好是人1小时游泳路程。
人返甲寻找水壶时,人顺水速度是人速+水流速,水壶速度仍是水流速,所以每小时人能追上水壶的距离也是人l小时游泳路程。
解:丢水壶后2小时人与水壶距离
人逆水速度×2+水流速×2 = 人速×2 - 水流速×2 + 水流速×2 =人2小时游泳路程 人每小时追行水壶的路程 =人顺水速度 - 水流速 =人游泳1小时路程. 所以,人返回2小时找到水壶, 这时水壶已漂流(2+2)小时 水流速度:8÷(2+2)=2(千米/小时)
答:人返回2小时找到水壶;水流速为每小时2 千米
火车行程问题
1、基本关系及基本现象 同向行驶
(1)追上(头尾齐)——超过(A长+B长)÷(A速-B速)=时间 (2)头相齐——超过 A长÷(A速-B速)=时间 (3)尾相齐——超过 B长÷(A速-B速)=时间 相向行驶:
(1)相遇——错过 (A长+B长)÷(A速+B速)=时间 (2)头相齐——尾相齐 A长÷(A速+B速)=时间
(3)头尾齐——尾头齐 (A长-B长)÷(A速+B速)=时间 (4)尾头齐——两尾齐 B长÷(A速+B速)=时间 2、解决问题
例:慢车车身长125米,车速每秒17米,快车车身长140米,车速每秒22米,慢车在前,快车在后面从追上到完全超过需要多少秒?
据关系(1)可知:(125+140)÷(22-17)=53(秒) 答:快车从追上到超过慢车需要53秒。
练:长150米的的火车以每秒18米的速度穿越一条长300米的隧道,问:火车穿越这条隧道(从入隧道开始到完全离开)需要多少秒?
(150+300)÷18=25秒 答:火车穿越这条隧道需要25秒。
例:一列火车通过一座长1260米的桥(车头上桥到车尾离开)用了60秒,它穿越长2010米的隧道,用了90秒,问:这列火车的车速和车身长各是多少?
(2010-1260)÷(90-60)=25米 路程差 时间差 车速
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或25×60-1260=240米,25×9-2010=240米 答:车速为每秒25米,车身长240米。
讲与练:两列火车相向而行,甲车每小时行36米,乙车每小时行54米,两车错车时,甲车上一乘客发现:从乙车车头经过他的车窗时开始到乙车车尾离开他的车窗时共用了14秒,求:乙车的车长?
此题可以理解为:乘客以每小时36千米的速度与乙车以每小时54千米的速度,从同一起点同时作反向运动,因此,可用相遇问题的基本关系式解。
36000÷3600=10(米)??甲每秒速 54000÷3600=15(米)??乙车速 (10+15)×14=350(米)??乙车身长 答:乙车车身长350米。
例1 甲火车长210米,每秒行18米;乙火车长140米,每秒行13米。乙火车在前,两火车在双轨车道上行驶。甲火车从后面追上到完全超过乙火车要用多少秒?
分析 甲火车从追上到超过乙火车,比乙火车多行了甲、乙两火车车身长度的和,而两车速度的差是18-13=5米,因此,甲火车从追上到超过乙火车所用的时间是:
(210+140)÷(18-13)=70秒。
例2 一列火车长180米,每秒钟行25米。全车通过一条120米的山洞,需要多长时间?
分析 由于火车长180米,我们以车头为准,当车进入山洞行120米,虽然车头出山洞,但180米的车身仍在山洞里。因此,火车必须再行180米,才能全部通过山洞。即火车共要行180+120=300米,需要300÷25=12秒。
例3 有两列火车,一车长130米,每秒行23米;另一列火车长250米,每秒行15米。现在两车相向而行,从相遇到离开需要几秒钟?
分析 从两车车头相遇到两车车尾相离,一共要行130+250=380米,两车每秒共行23+15=38米,所以,从相遇到相离一共要经过10秒钟。
例4 一列火车通过2400米的大桥需要3分钟,用同样的速度从路边的一根电线杆旁边通过,只用了1分钟。求这列火车的速度。
分析 火车通过大桥时,所行的路程是桥长加火车的长,而通过电线杆时,行的路程就是火车的长度。因此,3分钟比1分钟多的2分钟内,就行了2400米,火车的速度是每分钟行2400÷2=1200米。
例5 甲列车每秒行20米,乙列车每秒行14米,若两列车齐头并进,则甲车行40秒超过乙车;若两列车齐尾并进,则甲车行30秒超过乙车。甲列车和乙列车各长多少米?
分析 根据题意可知:甲列车每秒比乙列车多行20-14=6米,当两列车齐头并进,甲列车超过乙列车时,比乙列车多行的路程就是甲列车的车长。6×40=240米;当两列车齐尾并进,甲列车超过乙列车时,比乙列车多行的路程就是乙列车的车长,即6×30=180米。
练习
1、 一只船在静水中每小时行8千米,逆水行4小时航行24千米,求水流速度是多少?
【分析】一只船在静水中的速度就是这只船的速度。逆水行4小时航行24千米,可求这只船逆水航行的速度。由于逆水速度是船速减去水速的结果,所以知道了船速与逆水速度,用船速减去逆水速度可以得出水速。
解:逆水速度=24÷6=6(千米∕小时) 水流速度=8-6=2(千米∕小时) 答:水流速度是2(千米∕小时)
2、 一条船顺水而行,5小时行60千米,逆水航行这段路程,10小时才行到达,求船速与水流速度。 【分析】根据顺水航行的路程和时间,可以求出顺水速度,根据逆水航行的路程和时间,可以求出逆水速度。由于船速与水速是大数、小数的关系,顺水速度与逆水速度又是和与差的关系,运用和差问题的数量关系,即可求出船速与水流速度。
解:顺水速度=60÷5=12(千米/小时) 逆水速度=60÷10=6(千米/小时)
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船速=(12+6)÷2=9(千米/小时) 水流速度=(12-6)÷2=3(千米/小时)
答:船速为9千米/小时,水流速度为3千米/小时。
3、快车每秒行18米,慢车每秒行10米,这两辆火车同时同向齐头行进,经过10秒,快车超过慢车;如果两车车尾相齐行进,则7秒后,快车超过慢车。求两列火车的车身长各是多少?
(18-10)×10=80(米)??快车长 (18-10)×7=56(米)??慢车长
答:快车车身长80米,慢车车身长56米。
4、张师傅站在铁路旁,火车从头到尾经过他的身旁,共用了24秒;李师傅站在站台上,火车从进入站台到车尾离开站台,共用了50秒,已知车站站台长325米,火车匀速行驶,求火车的速度和车身长?
325÷(50-24)=12.5(米)??车速 12.5×24=300(米)??车身长 答:火车每秒行12.5米,车身长300米。
5、一列火车通过一座长456米的桥需要80秒,用同样的速度通过一条长399米的隧道需要用77秒。这列火车每秒行多少米?车身长多少米?
(456-399)÷(80-77)=19米??车速 19×80-456=1064米??车身长 或19×77-399=1064米
答:这列火车每秒行19米,车身长1064米。
6、在与铁路平行的公路上,有一步行的人和一骑自相车的人同向前进,行人每秒走1米,骑车的人每秒行3米。在铁路上有列火车从这两人后面驶来,火车超过行人用了22秒,超过骑车的人用了22秒,求这列火车的长度是多少米?
(3×26-1×22)÷(26-22)=14米??车速 (14-3)×26=286米??车身长 或(14-1)×22=286米 答:火车长286米。
7、某列车通过250米长的隧道用25秒,通过210米长的隧道用23秒。问:该列车与另一列长320米、速度为64.8千米/时的列车错车而过需要多少秒?
答案:15秒
8、一列快车和一列慢车相向而行,快车的车长是280米,慢车的车长为385米,坐在快车上的人看见慢车驶过的时间是11秒,那么坐在慢车上的人看见快车驶过的时间是多少?
答案:280÷(385÷11)=8(秒).
提示:在这个过程中,对方的车长=两列车的速度和×驶过的时间.而速度和不变.
9、某列车通过250米长的隧道用25秒,通过210米长的隧道用23秒,若该列车与另一列长150米.时速为72千米的列车相遇,错车而过需要几秒钟?
答案:根据另一个列车每小时走72千米,所以,它的速度为:72000÷3600=20(米/秒), 某列车的速度为:(25O-210)÷(25-23)=40÷2=20(米/秒) 某列车的车长为:20×25-250=500-250=250(米),
两列车的错车时间为:(250+150)÷(20+20)=400÷40=10(秒).
10、甲、乙之间的水路是234千米,一只船从甲港到乙港需9小时,从乙港返回甲港需13小时,问船速和水速各为每小时多少千米?
答案: 从甲到乙顺水速度:234÷9=26(千米/小时)。 从乙到甲逆水速度:234÷13=18(千米/小时)。 船速是:(26+18)÷2=22(千米/小时)。
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水速是:(26-18)÷2=4(千米/小时)。
11、两个码头相距352千米,一船顺流而下,行完全程需要11小时.逆流而上,行完全程需要16小时,求这条河水流速度。
答案:(352÷11-352÷16)÷2=5(千米/小时)。
12、某河有相距45千米的上、下两码头,每天定时有甲、乙两艘船速相同的客轮分别从两码头同时出发相向而行.一天甲船从上游码头出发时掉下一物,此物浮于水面顺水飘下,4分钟后,与甲船相距1千米.预计乙船出发后几小时可以与此物相遇?
答案:船速:1000÷4=250(米/分)。
相遇时间:45000÷250=180(分)=3(小时)
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