内容正文:
《小升初奥数数论:余数问题与周期应用》
【知识梳理+例题讲解+提升练习+模拟赛场】
知识梳理
基础回顾:核心概念
1.余数的定义与性质
(1)定义:对于整数 和正整数 ,存在唯一的商 和余数 ,满足 ,其中 。
(2)关键性质:
余数小于除数;
被除数 = 除数×商 + 余数;
余数可加性: 的余数 = 的余数 + 的余数 的余数;
余数可乘性: 的余数 = 的余数 × 的余数 的余数。
2.周期问题核心
(1)定义:事物重复出现的固定规律称为周期,记为 ;第 项的状态 = 第 项的状态(若 ,则为第 项)。
(2)常见类型:日期周期(每周7天)、数列周期、余数周期(如 的重复规律)。
拓展考点:小升初高频题型
1.同余定理
若 ,则 是 的倍数;且 , 。
2.中国剩余定理(简单版)
当除数两两互质时,可通过枚举或凑数法求解“一个数除以多个数的余数已知”的问题(如:除以3余1,除以5余2,求最小数)。
3.弃九法
利用“一个数除以9的余数等于其各位数字和除以9的余数”,快速验证计算结果的正确性。
4.余数周期的应用
对于大数幂次(如 )除以某数的余数,可通过找余数的周期简化计算。
例题讲解
【例题1】余数基本性质的直接应用
题目: (1)已知一个数除以15的商是12,余数是11,求这个数; (2)若一个数除以21余5,这个数的3倍除以21的余数是多少?
思路分析: (1)直接利用“被除数 = 除数×商 + 余数”计算; (2)利用余数的可乘性,避免计算大数。
详细解答: (1)被除数 = ; (2)原数除以21余5,其3倍除以21的余数为 ,因15 < 21,故余数为15。
【跟踪训练1】 (1)一个数除以17商8余12,求这个数; (2)这个数的2倍除以17的余数是多少?
【例题2】同余定理与中国剩余定理(简单版)
题目:找最小的正整数,使得它除以3余2,除以5余3,除以7余2。
思路分析: 先找满足“除以3余2且除以7余2”的数(即21的倍数加2),再从中筛选出“除以5余3”的数。
详细解答: 满足除以3和7余2的数为 ( 为整数):
当 时, , ,恰好满足除以5余3; 故最小正整数为23。
【跟踪训练2】 找最小的正整数,除以4余1,除以5余2,除以6余3。
【例题3】周期问题:日期与数列周期
题目: (1)2026年1月1日是星期三,2026年10月1日是星期几? (2)数列 第2026项是多少?前2026项的和是多少?
思路分析: (1)计算1月1日到10月1日的总天数,除以7求余数,对应星期几; (2)数列周期为4,用2026除以4的余数判断项数,再计算总和。
详细解答: (1)1-9月总天数: 天; ,余数为0,故10月1日是星期三; (2)周期 , ,第2026项为周期内第2项:3; 前2026项和 = 。
【跟踪训练3】 (1)2026年5月1日是星期四,2026年12月25日是星期几? (2)数列 第100项是多少?前100项和是多少?
【例题4】余数周期与大数幂次计算
题目:求 除以13的余数是多少?
思路分析: 通过计算前几项的余数,找到余数的周期,再用2026除以周期数的余数定位结果。
详细解答: 计算 的余数: ; 周期 , ,对应第10个余数:10; 故 的余数为10。
【跟踪训练4】 求 除以7的余数是多少?
提升训练
1.一个数除以23余19,除以19余16,求这个数最小是多少?
2.2026个2相乘的积除以7的余数是多少?
3.有一列数: 从第3项起,每一项是前两项乘积的个位数字,求第2026项是多少?
4.某数除以3余2,除以4余1,求这个数除以12的余数是多少?
模拟赛场(奥数难度)
1.证明:任意三个连续自然数的平方和除以3的余数是2。
2.有一堆棋子,按“二黑三白”的顺序排列,第2026颗棋子是什么颜色?前2026颗棋子中有多少颗白棋子?
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参考答案及解析
跟踪训练参考答案
【跟踪训练1】 (1)被除数 = ; (2) , ,余数为7(或用余数可乘性: , )。
【跟踪训练2】 观察发现:这个数加3后能被4、5、6整除,4、5、6的最小公倍数是60,故最小数为 。
【跟踪训练3】 (1)5月1日到12月25日总天数: 天, ,星期四+6天=星期三; (2)周期 , ,第100项为2;前100项和 = 。
【跟踪训练4】 计算 的余数: ,周期 ; ,对应第4个余数:4,故余数为4。
提升练习参考答案
1.这个数加4后能被23和19整除,23和19互质,最小公倍数为 ,故最小数为 。
2. 的余数周期为3:2,4,1; ,余数为2。
3.从第3项起周期为6:6,8,8,4,2,8;前2项为2,3, ,对应周期第2项:8,故第2026项为8。
4.枚举满足条件的数:5,17,29… 5除以12余5,17除以12余5,故余数为5。
模拟赛场参考答案及解析
1.证明:设三个连续自然数为 ,平方和为 ; 能被3整除,故平方和除以3余2,得证。
2.答案:白色;1215颗 解析:周期为5(2黑3白), ,第2026颗是黑色?不对,周期顺序“二黑三白”:第1、2颗黑,第3-5颗白, 组余1颗,余的1颗是黑色; 白棋子数量: 颗,正确。
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