内容正文:
第1讲 数论初步
知识要点
研究整数性质的数学分支叫数论,它是数学竞赛中的一项重要内容.要解答这方面的问题,首先应熟悉关于整数的某些知识,此外还要掌握解决问题的基本方法和技巧,后者自然是更重要的,本讲主要介绍数的整除和余数问题.
对整数a和b(b不为0),如果存在一个整数q,使,则称a被b整除,否则就称a不能被b整除,例如:,于是72被8(或9)整除.
性质一 若,,则,这里m,n是任意整数.
性质二 若,且,则.
性质三 若,,且,则.
整除问题是各类数学竞赛中必考的热点问题,必须掌握好解决整除问题的方法与技巧.
如果两个整数a与b被正整数m除时所得余数相同,即
,
那么就称a与b关于模m同余,其中p、q、r都是整数,而且.
在解决同余问题时,常把同余问题转化为整除问题来处理.
典例精讲
典例1 某种考试已举行的次数恰好是24次,共出了426道题,每次出的题数有25题或16题或20题,那么其中考25题的有多少次?
解 16、20都被4整除,426除以4余2,25除以4余1,因此出25题的次数应当是2、6、10、...,剩下的题数才能被4整除.在出25题的次数为2时,,即,即出16题16次,出20题6次.在出25题的次数为6时,,而,所以这种情况不能发生,出25题的次数当然也不能更多.因此考25题的有2次.
典例2 有些数既能表示成3个连续正整数的和,又能表示成4个连续正整数的和,还能表示成5个连续正整数的和,例如:30满足上述要求.因为
,,,
问:在1900至2200之间满足上述要求的数有哪些?
解 3个连续正整数的和,一定能被3整除;4个连续正整数的和,能被2整除,且商是奇数,也就是说,它被4整除后,余数一定是2;5个连续正整数的和,一定能被5整除,3、4、5的最小公倍数是60.已知30是满足条件的数,所以30加上(或减去)60的整数倍后,所得的数仍满足条件.由于,因此是大于1900且满足条件的最小的数.
因此在1900至2200中满足条件的数是1950、2010、2070、2130、2190,共5个数.
典例3 (1)从1到3998这3998个正整数中,有多少个数能被4整除?
(2)从1到3998这3998个正整数中,有多少个数的数字和能被4整除?
解 (1)由于每连续4个正整数中必有一个能被4整除,而3997、3998不能被4整除,但3996可