内容正文:
【人教版】四年级上册奥数培优讲义・第11讲 弃九法教学目标与学情分析
三维教学目标
· 知识与技能:
· 了解弃九法的发展历史;理解“九余数”定义,熟练掌握利用弃九法快速求一个数除以 9 的余数;掌握利用弃九法验算加、减、乘、除四则运算。
· 过程与方法:
· 通过划去和为 9 或 9 的倍数的数字简化运算,培养观察简化、快速验算的数感;深刻理解弃九法验算的局限性。
· 情感态度与价值观:
· 感受跨越千年的古代数学智慧,体会数字运算简化技巧,养成计算后验算的严谨习惯。
教学重难点
· 重点:
· 弃九法求九余数;利用弃九法验算加、减、乘运算。
· 难点:
· 多位数连续拼接类题型求九余数;理解弃九法“只能判错、不能百分百判对”的原理;除法转化为乘法进行验算。
前言
华罗庚说过:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生物之谜,日用之繁,无处不用数学。”
今天我们学习弃九法——一套拥有千年历史、古人用于快速验算的数论实用工具。它承接了上一讲《数的整除特征》中关于 9 的整除规律。本讲义分为七大板块,旨在帮助同学们读懂古人的数学巧思,熟练划数简化技巧,快速求九余数,高效检验计算对错!
一、知识点总结
(一)弃九法历史背景
将和为9或9的倍数的数字划掉,用剩下的数字和求除以9的余数的方法,叫做弃九法。弃九法是古代为手工计算发明的快速验算工具,发展脉络清晰:
1. 成文记载:公元 952 年,阿拉伯数学家乌格里迪西在《印度算术之书》中完整记载了弃九法,是现存最早系统讲解该方法的古籍。其基本原理可能源自更早的印度或波斯地区的数学传统。
2. 向外传播:13 世纪,斐波那契《计算之书》将弃九法传入欧洲,成为欧洲商人、数学家通用的验算手段。
3. 传入中国:明末随西方算术译本传入,广泛用于民间珠算、笔算验算。
4. 延伸发展:后世数学家仿照思路,创造出适合六十进制的“弃五十九法”,用于高精度圆周率计算。
(二)基础原理回顾
· 若一个数的所有数位数字之和能被 9 整除,这个数就能被 9 整除。
· 若数字和 余 ,则原数 的余数也为 。这个余数叫做九余数。
· 缺点:当数位极多时,全部相加计算繁琐,因此引入弃九法简化运算。
(三)弃九法定义
计算一个数的九余数时,直接划掉任意相加等于 9 或 9 的倍数的数字,无需全部求和,只用剩余数字相加再取余数,这种简化方法叫弃九法。
· 核心技巧:遇见数字 9 直接划,能凑 9 的一组数字同步划去。
(四)四则运算弃九验算规则
设 为自然数, 代表数字 的九余数。
1. 加法: 。
· 若两边余数不等 算式一定错误;若相等 算式可能正确。
2. 减法: 。
· 若不够减,给被减数余数加 9 再减。若两边余数不等 算式一定错误。
3. 乘法: 。
· 若两边余数不等 算式一定错误。
4. 除法:无余数除法转化为乘法 ,再用弃九法验算。
(五)关键易错提示
弃九法存在局限性:它只能判定计算错误。若两边九余数相等,不能保证算式完全正确(例如数字顺序颠倒、9与0混淆等情况九余数相同),它仅为一种粗略检验手段。
二、经典例题
【例 1 多位数直接求九余数】 ★
【题目】求多位数 除以 9 的余数。
【解题思路】使用弃九法,逐组划去相加为 9、单独数字 9,剩余数字求和取余。
完整解析:
1. 分组划去凑 9 组合:
· 、 、 、 、数字 、 、 、 、 全部划掉;
2. 剩余数字:最后仅剩余末尾的数字 ;
3. 计算余数:剩余数字和为 ,因此该数除以 9 余 。
答:余数为 1。
🚀 【随堂小练】用弃九法求 除以 9 的余数。
【例 2 连续拼接大数求九余数】 ★★
【题目】从 1、2、3…… 不间断依次写到 100,拼接成超大自然数 ,求这个数除以 9 的余数。
【解题思路】两种解法,方法一分组弃九简化;方法二高斯求和验证。
完整解析:
· 方法 1:分组弃九
1. 数字总和 ,是 9 的倍数,整组全部划去;
1. 中,十位 各出现10次、个位数字 各出现9次(0不计入数字和),10×(1+2+⋯+9) 和 9×(1+2+⋯+9),均为 9 的倍数;
1. 仅剩末尾 中的数字 ;
1. 因此大数除以 9 余 。
· 方法 2:高斯求和验证
1. 到 总和: ;
1. 对 使用弃九法: , 弃 9 余 ;
1. 一个数与自身数字和的九余数完全相同,故大数余 。
答:除以 9 余数是 1。
🚀 【随堂小练】将 1 写到 50 拼接成数,求除以 9 余数。
【例 3 弃九法验算加法】 ★
【题目】验算 是否正确。
完整解析:
1. 求加数九余数:
· 余 ;
· 余 ;
· 余 ;
2. 余数相加: ,18 是 9 的倍数,余数为 ;
3. 求和的九余数:等式右侧和 弃九余 ( );
4. 比对:左边余 ,右边余 ,两边九余数不匹配。
答:该加法算式计算错误。
🚀 【随堂小练】验算 。
【例 4 弃九法验算减法】 ★
【题目】验算 是否正确。
完整解析:
1. 求九余数:被减数 余 ( ),减数 余 ( );
2. 余数相减: ;
3. 求差的九余数:差 弃九余 ( );
4. 比对:左右余数相等,算式可能正确。
答:弃九检验无矛盾,计算大概率正确。
🚀 【随堂小练】验算 。
【例 5 弃九法验算乘法】 ★
【题目】验算 是否正确。
完整解析:
1. 求因数九余数:被乘数 余 ( ),乘数 余 ( );
2. 余数相乘: ,24 弃 9 余 ;
3. 求积的九余数:乘积 弃九余 ( );
4. 比对:左边余 ,右边余 ,两边余数不一致。
答:该乘法算式计算错误。
🚀 【随堂小练】验算 。
三、拓展例题
【拓展 1 除法转化乘法验算】 ★★★
【题目】用弃九法检验 是否正确。
【解题思路】无余数除法等价于 ,转化乘法使用弃九规则验算。
【完整解析】
1. 转换等式: ;
2. 求因数余数: 九余数 ( ), 九余数 ( );
3. 余数乘积: ;
4. 求被除数余数:被除数 数字和 ,23 弃 9 余 ;
5. 比对:两边余数相等,算式可能正确。
答:弃九检验无错误。
【拓展 2 多层数字和拔高思考题】 ★★★★
【题目】有一个 2000 位的自然数 能被 9 整除, 的各位数字之和记作 , 的各位数字之和记作 , 的各位数字之和记作 ,求 的值。
【完整解析】
1. 整除性质: 能被 9 整除,说明 的九余数为 0。根据性质,其各级数字和 的九余数也均为 0(即都能被 9 整除)。
2. 估算范围:
· 是 2000 位数,最大为 2000 个 9,故 。
· 最大是 18000(5 位数),故 。
· 是小于等于 45 的正整数,且能被 9 整除,则 可能是 9, 18, 27, 36, 45。
· 对应的 值分别为: ; ; ; ; 。
3. 结论:无论 取何值, 均为 9。
答: 。
四、基本练习
★ 基础 1 求各数除以 9 的余数
1.
2.
3.
4.
★ 基础 2 求算式结果除以 9 的余数
1.
2.
3.
4.
★★ 基础 3 弃九法检验计算对错
1.
2.
3.
4. (注意:此题数字明显有误,用于考察验算敏感度)
五、拓展练习
★★★ 拔高思考题
【题目】有一个 2000 位的数 能被 9 整除, 的各位数字之和是 , 的各位数字之和是 , 的各位数字之和是 。求 。
六、基本练习完整分步答案
基础1. 求九余数
1. 74529:划去 、 、 ,剩余 ,余数 0。
2. 369725:划去 、 、 ,剩余 ,余数 5。
3. 2763548:划去 、 、 ,剩余 ,余数 8。
4. 123456789:全部数字均可凑 9 划去(如 ),剩余 ,余数 0。
基础2. 算式九余数
1. 余 , 余 , ,余数 0。
2. 余 , 余 , 不够减, ,余数 7。
3. 余 , 余 , ,余数 0。
4. 先算乘法: 余 , 余 ,积余 ; 余 ;总和 ,余数 1。
基础3. 验算
1. 余 , 余 ;积余 ;结果 余 。两边相等,可能正确。
2. 余 , 余 ;积余 ;结果 余 。两边相等,可能正确。
3. 除法转乘法: 余 , 余 ,积余 ;被除数 余 。 ,计算错误。
4. 转化乘法验算:两边余数均为6,弃九法验算通过(可能正确)。但观察可知该算式显然不成立,这正是弃九法‘只能判错、不能判对’的典型例证。
七、拓展练习完整分步答案
【题目】2000 位自然数 能被 9 整除,数字和依次为 ,求 。
解:
①整除性质: 能被 9 整除,自身及各级数字和 九余数均为 0(即都是 9 的倍数)。
②范围界定:
最大为 2000 个 9,故 。
最大为 18000(5 位数),故 。
C 是一个不超过45且能被9整除的正整数,可能取值为 9、18、27、36、45。
分别计算𝐷:
9→9
18→1+8=9
27→2+7=9
36→3+6=9
45→4+5=9;
综上:因此无论 𝐶 取何值, 。
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