竞赛数学 · 五年级 第3讲《质数与合数》举一反三练习卷
详细解题思路 + 规范步骤 + 三套填空变式(换数字 / 换场景 / 增加知识点)· 答案见文末附录
1. 【原题 ch03-chaoyue-01】如图 $3\text{-}1$,三张卡片上各印有一个数字(分别是 $7,8,9$)。从这三张卡片中选取一张或多张(每张最多选 $1$ 次)拼成质数,一共可以拼成多少个不同的质数?
详细思路是哪类问题:这是「数字卡片拼质数」的枚举题:用印有 $7,8,9$ 的三张卡片($9$ 倒过来可当 $6$ 用)选一张或多张拼数,数出能拼成多少个不同的质数。
关键切入点:关键在于用两条规则把枚举量压到很小:一是「个位规则」——除 $2$ 外质数都是奇数,所以拼出的数个位只能是 $7$ 或 $9$;二是「$3$ 的倍数规则」——三位数用满三张卡片,数字和是 $6+7+8=21$ 或 $7+8+9=24$,都是 $3$ 的倍数,因此三位数全是合数,一个都不用试。剩下的一位数与两位数只有几个,逐个判质即可。
方法概述:先用个位奇偶规则和数字和被 $3$ 整除的规则排除大批候选,再逐个判质。
规范步骤:- 一位数:$7$ 是质数;$8$ 是偶数、$9=3\times 3$,都不是(个位规则)
- 两位数(个位必须是 $7$ 或 $9$):候选 $67,87,97,79,89$(个位规则)
- 逐个判质:$87=3\times 29$ 是合数,其余 $67,97,79,89$ 都是质数(试除)
- 三位数:数字和为 $21$ 或 $24$,都是 $3$ 的倍数,全是合数($3$ 的整除特征)
- 汇总:$7,67,79,89,97$ 共 $5$ 个
第一套题目:三张卡片上分别印着数字 $3,4,7$。从中选取一张或多张(每张最多用 $1$ 次)拼成质数,一共可以拼成多少个不同的质数?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(个位规则):除 $2$ 外质数都是奇数,所以拼出的数个位只能是 $3$ 或 \underline{\quad}。
- 第 2 步(一位数):$3$ 和 $7$ 都是质数,共 \underline{\quad} 个($4$ 是偶数,不是质数)。
- 第 3 步(两位数,个位为 $3$ 或 $7$):候选是 $43,73,37,47$,都是质数,共 \underline{\quad} 个。
- 第 4 步(三位数):数字和 $3+4+7=\underline{\quad}$ 不是 $3$ 的倍数,所以要逐个判:$347,743$ 是质数,$437=19\times 23$、$473=11\times \underline{\quad}$ 是合数。合计 $2+4+2=\underline{\quad}$ 个。
第二套题目:抽奖箱里有三个号码球,分别印着 $3,4,7$。取出一个或多个球排成一个号码(每个球最多用一次),若号码是质数就中奖。一共有多少个不同的中奖号码?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:中奖号码是质数,个位只能是 $3$ 或 \underline{\quad}。
- 第 2 步(一位号码):$3$、$7$ 中奖,共 \underline{\quad} 个。
- 第 3 步(两位号码):$43,73,37,47$ 都是质数,共 \underline{\quad} 个。
- 第 4 步(三位号码):数字和 $3+4+7=\underline{\quad}$ 不是 $3$ 的倍数,需逐个判;$347,743$ 中奖,$473=11\times \underline{\quad}$ 不中。合计 $2+4+2=\underline{\quad}$ 个。
第三套题目:三张卡片上分别印着 $1,2,3$。选一张或多张拼成质数,一共可以拼成多少个不同的质数?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(一位数):$2$ 和 $3$ 是质数,$1$ 既不是质数也不是合数,共 \underline{\quad} 个。
- 第 2 步(两位数):个位为偶数的 $12,32$ 排除;剩下 $13,21,23,31$,其中 $21=3\times \underline{\quad}$ 是合数,得 $13,23,31$ 共 \underline{\quad} 个。
- 第 3 步(三位数):数字和 $1+2+3=\underline{\quad}$ 是 $3$ 的倍数,所以用满三张卡片拼出的数都能被 $3$ 整除,全是合数。
- 第 4 步(合计):$2+3=\underline{\quad}$ 个。
第三套题目:三张卡片印着 $3,4,7$,选一张或多张拼成质数。请求出所有能拼成的质数的和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(列全):能拼成的质数是 $3,7,37,43,47,73,347,743$,共 \underline{\quad} 个。
- 第 2 步(一位、两位部分求和):$3+7=\underline{\quad}$,$37+43=\underline{\quad}$,$47+73=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(三位部分求和):$347+743=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(合计):$10+80+120+1090=\underline{\quad}$。
2. 【原题 ch03-chaoyue-02】用 $1,2,3,4,5,6,7,8,9$ 这 $9$ 个数字组成若干质数,要求每个数字恰好使用一次。请问:最多能组成多少个质数?请找出一种满足要求的组法。
详细思路是哪类问题:这是「数字全用一次、组成尽量多质数」的最优化构造题:既要给出一种可行组法,也要说明为什么不能更多。
关键切入点:关键在于「坏数字」的处理:个位是 $4,6,8$ 的数一定是偶数、是合数,所以数字 $4,6,8$ 绝不能单独成数,也不能出现在个位,只能被塞到十位或更高位去。这三个数字每个都要拖一个别的数字作它的个位,因此至少要「消耗掉」额外的数字,可组成的数的总个数就被压下来。一位质数只有 $2,5,3,7$ 可用。经过调整,$2,5,3$ 单独成数,$4,6,8$ 分别与 $1,7,9$ 组成 $41,67,89$,恰好用完 $1\sim 9$,得到 $6$ 个质数。
方法概述:先安排必须进高位的 $4,6,8$,再让剩下的数字尽量单独成质数。
规范步骤:- 找出不能作个位的数字:$4,6,8$(个位是它们的数都是偶数)(偶数除 $2$ 外都是合数)
- 让它们各带一个数字组成两位质数:$41,67,89$ 都是质数($4,6,8$ 进十位)
- 剩下的数字单独成质数:$2,3,5$ 都是一位质数(尽量多地单独成数)
- 数一数并检查数字使用:$2,3,5,41,67,89$ 共 $6$ 个,$1\sim 9$ 恰好各用一次(验证可行)
- 作答:最多 $6$ 个
第一套题目:用 $0,1,2,3,4,5,6,7,8,9$ 这 $10$ 个数字组成若干个质数,要求每个数字恰好使用一次。最多能组成多少个质数?请给出一种组法。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(找坏数字):个位是 $0,4,6,8$ 的数都是偶数,个位是 $5$ 的两位以上的数是 $5$ 的倍数,所以 $0,4,6,8$ 都不能放在个位,共 \underline{\quad} 个数字必须挤到十位或更高位。
- 第 2 步($0$ 更特殊):$0$ 不能单独成数,也不能作首位,只能夹在中间,所以要造一个三位数,如 $401$;验算它是质数($20\times 20=400<401<441$,试除到 $19$ 都不尽)。
- 第 3 步(安排其余坏数字):$6$ 和 $8$ 各带一个数字:$67$、$89$,都是质数,用掉 $6,7,8,9$ 共 \underline{\quad} 个数字。
- 第 4 步(剩下的单独成数并计数):还剩 $2,3,5$ 三个数字,都是一位质数;合计 $1+2+3=\underline{\quad}$ 个质数。
第二套题目:有 $0\sim 9$ 十张数字卡片,每张恰好用一次,把它们排成若干个「质数号码」。最多能排出多少个号码?给出一种排法。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:个位是 $0,4,6,8$ 的号码都是偶数,所以这 \underline{\quad} 个数字都必须放在十位或更高位。
- 第 2 步:$0$ 还不能作首位,只能夹在中间,于是造三位号码 $401$(它是质数)。
- 第 3 步:$6,8$ 各带一张卡片组成 $67$、$89$,用掉 \underline{\quad} 张卡片。
- 第 4 步:剩下 $2,3,5$ 各自成号码;共 $1+2+3=\underline{\quad}$ 个。
第三套题目:用 $1,2,3,4,5,6,7$ 这 $7$ 个数字组成若干个质数,每个数字恰好使用一次。最多能组成多少个质数?给出一种组法。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(找坏数字):不能作个位的是 $4$ 和 \underline{\quad},它们必须进十位。
- 第 2 步(各带一个数字):$41$、$67$ 都是质数,用掉 $1,4,6,7$ 共 \underline{\quad} 个数字。
- 第 3 步(剩下的单独成数):还剩 $2,3,5$,都是一位质数,共 \underline{\quad} 个。
- 第 4 步(合计):$2+3=\underline{\quad}$ 个。
第三套题目:用 $1\sim 9$ 每个数字恰好一次组成 $6$ 个质数。请问:这 $6$ 个质数的和最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先定结构):要组成 $6$ 个数,$9$ 个数字只能是「$3$ 个一位数 $+$ $3$ 个两位数」,因为 $3\times 1+3\times 2=\underline{\quad}$ 个数字正好用完。
- 第 2 步(想清楚谁该进十位):和 $=$ 十位数字之和 $\times 10+$ 个位与一位数之和。要让和最小,就该让最小的数字去当十位;但 $4,6,8$ 必须进十位(否则那个数是偶数),它们已经占满 \underline{\quad} 个十位。
- 第 3 步(配个位):$4,6,8$ 各配一个数字成质数,取 $41,67,89$,剩下 $2,3,5$ 单独成数。
- 第 4 步(求和):$41+67+89=\underline{\quad}$,再加 $2+3+5=\underline{\quad}$,合计 $197+10=\underline{\quad}$。
3. 【原题 ch03-chaoyue-03】三个质数的乘积恰好等于它们的和的 $5$ 倍,这三个质数分别是多少?
详细思路是哪类问题:这是「用整除性与因式分解求质数解」的方程类问题:三个质数的乘积等于它们的和的 $5$ 倍。
关键切入点:关键有两步。第一步是整除性:等式右边是 $5$ 的倍数,所以左边的乘积也必须是 $5$ 的倍数;而乘积是三个质数相乘,只有其中一个质数等于 $5$ 才行,于是先把 $C=5$ 定下来。第二步是因式分解:代入化简得 $AB=A+B+5$,两边同时减去 $A$、$B$ 再加 $1$,左边就凑成 $(A-1)(B-1)=6$——把方程变成「两个整数相乘等于 $6$」,只需枚举 $6$ 的因数对即可。
方法概述:用整除性定出必含的质数 $5$ → 化简后配方成 $(A-1)(B-1)=6$ → 枚举因数对并检验质数。
规范步骤:- 设三个质数为 $A,B,C$,用整除性定 $C$:乘积是 $5$ 的倍数,故必有一个质数是 $5$,设 $C=5$(质数的乘积含 $5$ 只能来自 $5$ 本身)
- 代入并约去 $5$:$5AB=5(A+B+5)\Rightarrow AB=A+B+5$(化简)
- 配方成乘积形式:$AB-A-B+1=6\Rightarrow (A-1)(B-1)=6$(因式分解)
- 枚举因数对:$1\times 6\Rightarrow A=2,B=7$(都是质数);$2\times 3\Rightarrow A=3,B=4$($4$ 不是质数,舍去)(检验质数)
- 验算:$2\times 5\times 7=70$,$2+5+7=14$,$70=14\times 5$(回代检验)
第一套题目:三个质数的乘积恰好等于它们的和的 $7$ 倍,这三个质数分别是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(整除性定一个质数):乘积是 $7$ 的倍数,而三个质数相乘要含因数 $7$,只能是其中一个质数就等于 \underline{\quad},设 $C=7$。
- 第 2 步(代入约简):$7AB=7(A+B+7)$,两边同除以 $7$ 得 $AB=A+B+\underline{\quad}$。
- 第 3 步(配方):两边减 $A$、减 $B$、加 $1$,得 $(A-1)(B-1)=7+1=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(枚举因数对并检验):$8=1\times 8\Rightarrow A=2,B=9$,$9$ 不是质数舍去;$8=2\times 4\Rightarrow A=3,B=\underline{\quad}$,都是质数。验算 $3\times 5\times 7=\underline{\quad}$,$3+5+7=15$,$15\times 7=105$。
第二套题目:三个盒子里各装着质数个珠子。三盒珠子数的乘积恰好是三盒珠子总数的 $7$ 倍。每盒各有多少颗珠子?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:乘积是 $7$ 的倍数,三个质数相乘要含 $7$,只能有一盒正好是 \underline{\quad} 颗。
- 第 2 步:设另两盒是 $A,B$ 颗,$7AB=7(A+B+7)$,约去 $7$ 得 $AB=A+B+\underline{\quad}$。
- 第 3 步:配方得 $(A-1)(B-1)=7+1=\underline{\quad}$。
- 第 4 步:$8=2\times 4$ 给出 $A=3$、$B=\underline{\quad}$;验算 $3\times 5\times 7=\underline{\quad}$(颗数之积),总数 $15$,$15\times 7=105$。
第三套题目:三个互不相同的质数的乘积恰好等于它们的和的 $3$ 倍,这三个质数分别是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(整除性):乘积是 $3$ 的倍数,故必有一个质数是 \underline{\quad},设 $C=3$。
- 第 2 步(代入约简):$3AB=3(A+B+3)$,约去 $3$ 得 $AB=A+B+\underline{\quad}$。
- 第 3 步(配方):$(A-1)(B-1)=3+1=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(枚举):$4=1\times 4\Rightarrow A=2,B=\underline{\quad}$,都是质数且与 $3$ 互不相同;$4=2\times 2\Rightarrow A=B=3$,三数相同,不合题意。验算 $2\times 3\times 5=\underline{\quad}$,$2+3+5=10$,$10\times 3=30$。
第三套题目:三个质数的乘积恰好等于它们的和的 $7$ 倍。求这三个质数的平方和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(定一个质数):乘积含因数 $7$,故其中一个质数是 \underline{\quad}。
- 第 2 步(化简配方):$AB=A+B+7$,即 $(A-1)(B-1)=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(求出三数):$8=2\times 4$ 给出 $A=3$、$B=\underline{\quad}$,故三质数是 $3,5,7$。
- 第 4 步(求平方和):$3\times 3=9$、$5\times 5=25$、$7\times 7=49$,合计 $9+25+49=\underline{\quad}$。
4. 【原题 ch03-chaoyue-04】在射箭运动中,每射一箭得到的环数都是不超过 $10$ 的自然数。甲、乙两名运动员各射了 $5$ 箭,每人 $5$ 箭得到的环数的积都是 $1764$,但是甲的总环数比乙少 $4$ 环,求甲、乙各自的总环数。
详细思路是哪类问题:这是「同一乘积、不同和」的枚举比较题:甲乙各射 $5$ 箭,每箭环数不超过 $10$,两人 $5$ 箭环数之积都是 $1764$,但总环数相差 $4$。
关键切入点:关键在于「积相同、和不同」:把 $1764=2^2\times 3^2\times 7^2$ 拆成 $5$ 个不超过 $10$ 的数有多种方式,每种方式的和不一样。所以先把所有拆法的和一一算出来(注意 $7^2$ 中两个 $7$ 都必须单独成一箭,因为 $7\times 2=14>10$),得到可能的总环数只有 $24,25,27,28$ 四个值,再从中找出恰好相差 $4$ 的一对,就唯一确定了两人的总环数。
方法概述:分解质因数 → 枚举全部 $5$ 个不超过 $10$ 的因数拆法 → 算各自的和 → 找差为 $4$ 的一对。
规范步骤:- 分解质因数:$1764=2^2\times 3^2\times 7^2$(两个 $7$ 必须各自单独成一箭)
- 枚举拆法(每个数 $\leqslant 10$):$\{1,4,9,7,7\},\{2,2,9,7,7\},\{1,6,6,7,7\},\{2,3,6,7,7\},\{3,3,4,7,7\},\{3,4,3,7,7\}$ 等(不重不漏)
- 算出各拆法的总环数:可能的和只有 $24,25,27,28$(求和)
- 找差为 $4$ 的一对:$28-24=4$,只有这一对(唯一性)
- 对应到人:甲比乙少 $4$ 环,故甲 $24$ 环、乙 $28$ 环
第一套题目:射箭时每箭得到的环数都是不超过 $10$ 的自然数。甲、乙各射 $5$ 箭,每人 $5$ 箭环数之积都是 $900$,且甲的总环数比乙少 $8$ 环。求甲、乙各自的总环数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$900=2^2\times 3^2\times \underline{\quad}$,其中两个 $5$ 只能是 $5$ 或 $10$ 所带。
- 第 2 步(枚举拆法算和):如 $\{1,2,9,5,10\}$ 和为 $1+2+9+5+10=\underline{\quad}$;$\{2,2,9,5,5\}$ 和为 \underline{\quad};$\{3,3,4,5,5\}$ 和为 $20$;把所有拆法算完,可能的总环数是 $20,21,23,24,25,27,31$。
- 第 3 步(找差为 $8$ 的一对):在这些数里,$31-23=\underline{\quad}$,只有这一对相差 $8$。
- 第 4 步(对应到人):甲比乙少,所以甲是 $23$ 环、乙是 \underline{\quad} 环。
第二套题目:投篮比赛每次得分都是不超过 $10$ 的自然数。小刚、小强各投 $5$ 次,每人 $5$ 次得分之积都是 $900$,小刚的总分比小强少 $8$ 分。求两人各自的总分。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$900=2^2\times 3^2\times \underline{\quad}$,含因数 $5$ 的那几次得分只能是 $5$ 或 $10$。
- 第 2 步:枚举拆法求和,如 $1+2+9+5+10=\underline{\quad}$、$2+2+9+5+5=\underline{\quad}$;全部可能的总分是 $20,21,23,24,25,27,31$。
- 第 3 步:相差 $8$ 的只有 $31-23=\underline{\quad}$ 这一对。
- 第 4 步:小刚少,所以小刚 $23$ 分、小强 \underline{\quad} 分。
第三套题目:甲、乙各射 $5$ 箭,每箭环数是不超过 $10$ 的自然数,两人 $5$ 箭环数之积都是 $900$,甲的总环数比乙少 $11$ 环。求两人的总环数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$900=2^2\times 3^2\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(列出全部可能的总环数):$20,21,23,24,25,27,31$,其中最小的 $20$ 来自 $\{3,3,4,5,5\}$,验算 $3\times 3\times 4\times 5\times 5=\underline{\quad}$,和为 $3+3+4+5+5=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(找差为 $11$ 的一对):$31-20=\underline{\quad}$,只有这一对。
- 第 4 步(作答):甲 $20$ 环、乙 \underline{\quad} 环。
第三套题目:甲、乙各射 $5$ 箭,每箭环数不超过 $10$,两人 $5$ 箭环数之积都是 $900$,甲比乙少 $8$ 环。求两人的总环数之和,以及两人合起来平均每箭多少环。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(列出可能的和):$900=2^2\times 3^2\times 5^2$,全部可能的总环数是 $20,21,23,24,25,27,31$。
- 第 2 步(配对):相差 $8$ 的只有 $31-23=\underline{\quad}$,故甲 $23$ 环、乙 \underline{\quad} 环。
- 第 3 步(求总和):$23+31=\underline{\quad}$(环)。
- 第 4 步(求平均):两人共射 $5+5=10$ 箭,平均每箭 $54\div 10=\underline{\quad}$ 环。
5. 【原题 ch03-chaoyue-05】两名运动员进行一场乒乓球比赛,采用三局两胜制,每局先得 $11$ 分者为胜,如果打到 $10$ 平,则先多得 $2$ 分者为胜。结果三局比赛中,单方最高得分都不超过 $20$ 分,把每人每局得分乘在一起为 $480480$,各局比分是多少?(按大比小的方式写出)
详细思路是哪类问题:这是「分解质因数 + 比赛规则约束」的构造题:三局比分的六个得分相乘等于 $480480$,还要满足乒乓球三局两胜、$11$ 分制、$10$ 平后需净胜 $2$ 分、单方最高不超过 $20$ 分等一串规则。
关键切入点:关键在于让规则替你筛因数:$480480=2^5\times 3\times 5\times 7\times 11\times 13$ 中有 $11$ 和 $13$ 两个较大的质因数,而每个得分都不超过 $20$,所以 $11$ 只能出现在得分 $11$ 或 $22$(超限)中,即某一局的得分恰是 $11$;$13$ 同理只能是得分 $13$($26$ 超限)。再结合「$10$ 平后先多得 $2$ 分者胜」,胜分若大于 $11$ 则必为 $12\sim 20$ 且与负分恰差 $2$,于是 $16:14$、$15:13$ 这样的比分被锁定,剩下的因数配成 $11:1$。
方法概述:分解质因数 → 用「每分 $\leqslant 20$」把大质因数固定成具体得分 → 用胜负规则(净胜 $2$ 分)配对 → 验算总积。
规范步骤:- 分解质因数:$480480=2^5\times 3\times 5\times 7\times 11\times 13$(拿到全部零件)
- 用大质因数定分:$11$ 只能来自得分 $11$,$13$ 只能来自得分 $13$($22,26$ 都超过 $20$)(每分不超过 $20$)
- 用净胜 $2$ 分规则配对:与 $13$ 同局的胜分是 $15$;再取一局 $16:14$(也净胜 $2$ 分)($10$ 平规则)
- 剩下的因数配成一局:$480480\div(15\times 13)\div(16\times 14)=11$,即最后一局 $11:1$(回除定剩余)
- 验算:$16\times 14\times 15\times 13\times 11\times 1=480480$(回代检验)
6. 【原题 ch03-chaoyue-06】如图 $3\text{-}2$,把 $13,12,15,25,20$ 这 $5$ 个数依次排列,它们相邻的两个数相乘得 $4$ 个数,这 $4$ 个数每相邻的两个数相乘得 $3$ 个数,这 $3$ 个数每相邻的两个数相乘得 $2$ 个数,这 $2$ 个数相乘得 $1$ 个数。最后这个数的末位向左数,可以连续地数出几个 $0$?
详细思路是哪类问题:这是「数阵中的因数计数」题:$5$ 个数逐层两两相乘,最后得到一个数,问它末尾有几个连续的 $0$。
关键切入点:关键在于看清「每个原始数被乘进最终结果多少次」。第一层相邻两数相乘,第二层再相邻相乘……这与杨辉三角完全一样:最终结果里,$5$ 个数出现的次数依次是 $1,4,6,4,1$。于是不必把巨大的乘积算出来,只要把每个数含因数 $5$(和因数 $2$)的个数按这组权重加权求和,再取两者的较小值即可。
方法概述:用杨辉三角权重 $1,4,6,4,1$ 给每个数的因数 $2$、$5$ 的个数加权求和,取较小者。
规范步骤:- 找出每个数被用到的次数:权重依次是 $1,4,6,4,1$(杨辉三角第 $5$ 行)(逐层相乘的次数规律)
- 数每个数含几个因数 $5$:$13\to 0$,$12\to 0$,$15\to 1$,$25\to 2$,$20\to 1$(分解质因数)
- 加权求和得因数 $5$ 的总数:$0\times 1+0\times 4+1\times 6+2\times 4+1\times 1=15$(加权计数)
- 同样数因数 $2$:$13\to 0$,$12\to 2$,$15\to 0$,$25\to 0$,$20\to 2$,加权和 $=2\times 4+2\times 1=10$(加权计数)
- 取较小者:$\min(15,10)=10$(配对原理)
第一套题目:把 $14,25,16,35,50$ 这 $5$ 个数依次排成一行,相邻两数相乘得 $4$ 个数;这 $4$ 个数再相邻相乘得 $3$ 个数;如此继续,最后得到 $1$ 个数。这个数的末尾有几个连续的 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(找权重):逐层相乘时,$5$ 个数被乘进最终结果的次数依次是 $1,4,6,4,$ \underline{\quad}(杨辉三角第 $5$ 行)。
- 第 2 步(数因数 $5$):$14\to 0$、$25\to 2$、$16\to 0$、$35\to 1$、$50\to 2$;加权求和 $0\times 1+2\times 4+0\times 6+1\times 4+2\times 1=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(数因数 $2$):$14\to 1$、$25\to 0$、$16\to 4$、$35\to 0$、$50\to 1$;加权求和 $1\times 1+0\times 4+4\times 6+0\times 4+1\times 1=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(取较小者):$\min(26,14)=\underline{\quad}$,所以末尾有 $14$ 个 $0$。
第二套题目:五个小组的得分依次是 $14,25,16,35,50$。老师把相邻两组的得分相乘得到 $4$ 个新数,再把相邻的新数相乘……如此进行到只剩 $1$ 个数。这个数的末尾有几个连续的 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:每个原始得分被乘进最终结果的次数依次是 $1,4,6,4,$ \underline{\quad}。
- 第 2 步:各数含因数 $5$ 的个数是 $0,2,0,1,2$,加权和 $0\times 1+2\times 4+0\times 6+1\times 4+2\times 1=\underline{\quad}$。
- 第 3 步:各数含因数 $2$ 的个数是 $1,0,4,0,1$,加权和 $1\times 1+0\times 4+4\times 6+0\times 4+1\times 1=\underline{\quad}$。
- 第 4 步:末尾零个数取较小者 $\min(26,14)=\underline{\quad}$。
第三套题目:把 $11,20,25,40,15$ 依次排列,按相邻相乘的方式逐层算到最后只剩一个数。这个数的末尾有几个连续的 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(权重):$1,4,6,4,$ \underline{\quad}。
- 第 2 步(数因数 $5$):$11\to 0$、$20\to 1$、$25\to 2$、$40\to 1$、$15\to 1$;加权和 $0\times 1+1\times 4+2\times 6+1\times 4+1\times 1=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(数因数 $2$):$11\to 0$、$20\to 2$、$25\to 0$、$40\to 3$、$15\to 0$;加权和 $0\times 1+2\times 4+0\times 6+3\times 4+0\times 1=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(取较小者):这次是因数 $2$ 少,$\min(21,20)=\underline{\quad}$。
第三套题目:把 $14,25,16,35,50$ 依次排列,按相邻相乘逐层算到最后一个数。请问:这个数末尾有几个连续的 $0$?它含有的因数 $2$ 比因数 $5$ 多几个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(权重):$1,4,6,4,$ \underline{\quad}。
- 第 2 步(因数 $5$ 的总数):$0\times 1+2\times 4+0\times 6+1\times 4+2\times 1=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(因数 $2$ 的总数):$1\times 1+0\times 4+4\times 6+0\times 4+1\times 1=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(末尾零与差):末尾零取较小者 $14$;因数 $2$ 比因数 $5$ 多 $26-14=\underline{\quad}$ 个。
7. 【原题 ch03-chaoyue-07】从 $1!,2!,3!,\cdots,100!$ 这 $100$ 个数中去掉一个数,使得剩下各数的乘积是一个完全平方数。请问:被去掉的那个数是什么?
详细思路是哪类问题:这是「配对化简 + 完全平方数」的高阶题:从 $1!,2!,\cdots,100!$ 这 $100$ 个数中去掉一个,使剩下各数的乘积是完全平方数。
关键切入点:关键在于把相邻的两个阶乘配成一对:$(2k-1)!\times(2k)!=[(2k-1)!]^2\times 2k$,因为 $(2k)!=(2k-1)!\times 2k$。$100$ 个阶乘正好配成 $50$ 对,每对都吐出一个平方数和一个 $2k$。把这 $50$ 个 $2k$ 乘起来是 $2\times 4\times\cdots\times 100=2^{50}\times 50!$,其中 $2^{50}=(2^{25})^2$ 本身就是平方数,所以整个乘积 $=$ 平方数 $\times 50!$。只要去掉这个多余的 $50!$,剩下的就是完全平方数。
方法概述:相邻阶乘两两配对提出平方因子 → 余下 $2^{50}\times 50!$ → 去掉 $50!$。
规范步骤:- 把相邻两个阶乘配对:$(2k-1)!\times(2k)!=[(2k-1)!]^2\times 2k$($(2k)!=(2k-1)!\times 2k$)
- 数一数有多少对:$100\div 2=50$ 对(两两配对)
- 把每对多出来的 $2k$ 乘起来:$2\times 4\times\cdots\times 100=2^{50}\times 50!$(每项提一个 $2$)
- 判断哪部分不是平方数:$2^{50}=(2^{25})^2$ 是平方数,只剩 $50!$(指数奇偶)
- 作答:去掉 $50!$
第一套题目:从 $1!,2!,3!,\cdots,180!$ 这 $180$ 个数中去掉一个数,使得剩下各数的乘积是一个完全平方数。被去掉的是哪个数?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(配对):把相邻的两个阶乘配成一对,$(2k-1)!\times(2k)!=[(2k-1)!]^2\times 2k$,每对都能提出一个平方因子。
- 第 2 步(数对数):$180$ 个阶乘正好配成 $180\div 2=\underline{\quad}$ 对。
- 第 3 步(整理每对多出的 $2k$):$2\times 4\times\cdots\times 180$ 中每个因数提一个 $2$,得 $2^{90}\times(1\times 2\times\cdots\times 90)=2^{90}\times 90!$;而 $2^{90}$ 是平方数,因为指数 $90\div 2=\underline{\quad}$ 是整数。
- 第 4 步(找出多余的部分):不是平方数的只剩 $90!$,所以去掉的是 \underline{\quad} 的阶乘。
第二套题目:抽屉里有 $180$ 张卡片,第 $k$ 张写着 $k!$($k=1,2,\cdots,180$)。拿走一张后,剩下卡片上的数相乘恰好是一个完全平方数。拿走的是哪一张?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:把相邻两张配成一对,$(2k-1)!\times(2k)!=[(2k-1)!]^2\times 2k$。
- 第 2 步:$180$ 张正好配成 $180\div 2=\underline{\quad}$ 对。
- 第 3 步:每对多出的 $2k$ 相乘得 $2^{90}\times 90!$,其中 $2^{90}$ 是平方数(指数 $90\div 2=\underline{\quad}$)。
- 第 4 步:多余的只有 $90!$,所以拿走的是第 \underline{\quad} 张。
第三套题目:从 $1!,2!,\cdots,60!$ 这 $60$ 个数中去掉一个,使剩下各数之积是完全平方数。去掉的是哪一个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(配对):$(2k-1)!\times(2k)!=[(2k-1)!]^2\times 2k$。
- 第 2 步(数对数):$60\div 2=\underline{\quad}$ 对。
- 第 3 步(整理多出的部分):$2\times 4\times\cdots\times 60=2^{30}\times 30!$,其中 $2^{30}$ 是平方数(指数 $30\div 2=\underline{\quad}$)。
- 第 4 步(作答):多余的是 \underline{\quad} 的阶乘。
第三套题目:从 $1!,2!,\cdots,180!$ 中去掉一个数后,剩下各数之积是完全平方数。被去掉的是哪个数?这个数的末尾有多少个连续的 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(配对):$180$ 个阶乘配成 $180\div 2=\underline{\quad}$ 对,每对提出一个平方因子。
- 第 2 步(整理):多出的部分是 $2\times 4\times\cdots\times 180=2^{90}\times 90!$,其中 $2^{90}$ 是平方数,所以要去掉的是 \underline{\quad} 的阶乘。
- 第 3 步(数 $90!$ 中因数 $5$):$90\div 5=\underline{\quad}$ 个,$90\div 25$ 取整得 \underline{\quad} 个再补。
- 第 4 步(合计末尾零):$18+3=\underline{\quad}$ 个。
8. 【原题 ch03-chaoyue-08】已知对任意正整数 $n$ 都有公式 $1^2+2^2+\cdots+n^2=\dfrac{n\times(n+1)\times(2n+1)}{6}$,求分数 $\dfrac{1^2\times(1^2+2^2)\times(1^2+2^2+3^2)\times\cdots\times(1^2+2^2+\cdots+100^2)}{100!}$ 化成最简分数后的分母。
详细思路是哪类问题:这是「用公式化简连乘式再约分」的高阶题:分子是 $100$ 个平方和连乘,分母是 $100!$,要求化成最简分数后的分母。
关键切入点:关键在于先把每个因式用公式换掉,让整个连乘变成三串规则的乘积:$1^2+2^2+\cdots+k^2=\dfrac{k(k+1)(2k+1)}{6}$,于是分子 $=\dfrac{(1\times 2\times\cdots\times 100)\times(2\times 3\times\cdots\times 101)\times(3\times 5\times\cdots\times 201)}{6^{100}}$。第一串正好是 $100!$,与题目分母约掉;剩下的分子里含大量的 $2$ 和 $3$,可以和 $6^{100}=2^{100}\times 3^{100}$ 逐个抵消,最后只剩下 $2^3\times 3^2$ 这一点没被约完,即分母 $72$。
方法概述:逐项套用平方和公式 → 拆成三串连乘 → 与 $100!$ 和 $6^{100}$ 逐层约分 → 读出剩余分母。
规范步骤:- 套公式:$1^2+\cdots+k^2=\dfrac{k(k+1)(2k+1)}{6}$(把每个因式换掉)
- 分子拆成三串:$\dfrac{(1\times 2\times\cdots\times 100)\times(2\times 3\times\cdots\times 101)\times(3\times 5\times\cdots\times 201)}{6^{100}}$(同类相聚)
- 与题目分母 $100!$ 约分:第一串 $1\times 2\times\cdots\times 100=100!$,正好约掉(约去一整串)
- 与 $6^{100}=2^{100}\times 3^{100}$ 逐层约分:第二串 $2\times 3\times\cdots\times 101=\dfrac{101!}{1}$ 与第三串奇数连乘一起提供大量因数 $2$、$3$(逐层抵消)
- 读出最简分母:最后未被约完的是 $2^3\times 3^2=72$
第一套题目:已知对任意正整数 $n$ 都有 $1^2+2^2+\cdots+n^2=\dfrac{n(n+1)(2n+1)}{6}$。求分数 $\dfrac{1^2\times(1^2+2^2)\times\cdots\times(1^2+2^2+\cdots+200^2)}{200!}$ 化成最简分数后的分母。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(套公式):每个因式换成 $\dfrac{k(k+1)(2k+1)}{6}$,一共有 \underline{\quad} 个因式,所以分母上出现 $6^{200}$。
- 第 2 步(分子拆成三串):$(1\times 2\times\cdots\times 200)\times(2\times 3\times\cdots\times 201)\times(3\times 5\times\cdots\times 401)$,其中第一串就是 $200!$,与题目分母约掉。
- 第 3 步(逐层约分):剩下的两串与 $6^{200}=2^{200}\times 3^{200}$ 逐层抵消,最后只剩下一点点因数 $2$ 和 $3$ 没约完。
- 第 4 步(算出剩余分母):剩余的是 $2^3\times 3^3$,即 $8\times 27=\underline{\quad}$。
第二套题目:某程序先算出 $S_k=1^2+2^2+\cdots+k^2$($k=1,2,\cdots,200$),再把这 $200$ 个结果连乘,最后除以 $200!$。所得分数化成最简分数后,分母是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:每个 $S_k=\dfrac{k(k+1)(2k+1)}{6}$,共 \underline{\quad} 个,因此分母上共有 $6^{200}$。
- 第 2 步:分子拆成 $(1\times 2\times\cdots\times 200)\times(2\times 3\times\cdots\times 201)\times(3\times 5\times\cdots\times 401)$,第一串正是 $200!$,与题目分母约掉。
- 第 3 步:余下两串与 $6^{200}=2^{200}\times 3^{200}$ 逐层抵消。
- 第 4 步:最后剩下 $2^3\times 3^3=8\times 27=\underline{\quad}$。
第三套题目:求分数 $\dfrac{1^2\times(1^2+2^2)\times\cdots\times(1^2+2^2+\cdots+50^2)}{50!}$ 化成最简分数后的分母(可用公式 $1^2+\cdots+n^2=\dfrac{n(n+1)(2n+1)}{6}$)。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(套公式):共 \underline{\quad} 个因式,分母上出现 $6^{50}$。
- 第 2 步(拆三串):$(1\times 2\times\cdots\times 50)\times(2\times 3\times\cdots\times 51)\times(3\times 5\times\cdots\times 101)$,第一串就是 $50!$,与题目分母约掉。
- 第 3 步(逐层约分):余下部分与 $6^{50}=2^{50}\times 3^{50}$ 抵消。
- 第 4 步(读出分母):最后剩下 $2^3\times 3=8\times 3=\underline{\quad}$。
第三套题目:求分数 $\dfrac{1^2\times(1^2+2^2)\times\cdots\times(1^2+2^2+\cdots+200^2)}{200!}$ 化成最简分数后的分母,并把这个分母分解质因数、求出它的因数个数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(化简):共 \underline{\quad} 个因式,分子拆成三串后第一串与 $200!$ 约掉,余下与 $6^{200}$ 抵消。
- 第 2 步(求分母):剩余分母是 $2^3\times 3^3=8\times 27=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(分解质因数):$216=2^3\times 3^3$,验算 $2\times 2\times 2\times 3\times 3\times 3=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(求因数个数):各指数加 $1$ 相乘,$(3+1)\times(3+1)=\underline{\quad}$ 个。
9. 【原题 ch03-tuozhan-01】一个两位质数的两个数字交换位置后,仍然是一个质数。请写出所有这样的质数。
详细思路是哪类问题:这是「质数 + 数字位置变换」的枚举类问题:要找出所有交换十位与个位后仍是质数的两位质数。
关键切入点:关键在于先用「个位」把范围砍掉大半:两位质数的个位只能是 $1,3,7,9$;交换后新数的个位是原来的十位,所以原数的十位也必须是 $1,3,7,9$。这样候选只剩十位与个位都取自 $\{1,3,7,9\}$ 的十几个数,再逐个判质即可。
方法概述:先用「十位、个位都必须是 $1,3,7,9$」筛出候选,再逐个双向判质。
规范步骤:- 定候选的个位:两位质数个位只能是 $1,3,7,9$(个位是偶数或 $5$ 必为合数)
- 定候选的十位:交换后个位变成原来的十位,故十位也必须是 $1,3,7,9$(对交换后的数同样成立)
- 列出候选并判质:$11,13,17,19,31,37,71,73,79,91,97$ 中,$19\to 91=7\times 13$ 不合,$91$ 本身也是合数(双向检验)
- 留下符合的:$11\to 11,13\to 31,17\to 71,31\to 13,37\to 73,71\to 17,73\to 37,79\to 97,97\to 79$(都是质数)
- 作答:共 $9$ 个
第一套题目:把一个三位质数的数字顺序前后颠倒(个位与百位交换),得到的数仍然是质数。请写出 $100$ 到 $200$ 之间所有这样的质数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(定个位):三位质数的个位只能是 $1,3,7,$ \underline{\quad}。
- 第 2 步(定百位):颠倒后百位变成原来的个位,而百位不能是 $0$,本题百位固定为 $1$,颠倒后个位就是 $1$,符合要求。
- 第 3 步(列出 $100\sim 200$ 的质数并逐个颠倒检验):$101\to 101$、$107\to \underline{\quad}$、$113\to 311$、$131\to 131$、$149\to 941$、$151,157,167,179,181,191,199$ 也都合格;而 $103\to 301=7\times \underline{\quad}$ 是合数,$109\to 901=17\times 53$ 也是合数,都要划掉。
- 第 4 步(数一数):符合的共 \underline{\quad} 个。
第二套题目:公交车票上印着 $100$ 到 $200$ 之间的三位编号。若某张票的编号是质数,并且把编号前后颠倒读也是质数,就算「幸运票」。请写出全部幸运票的编号。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:编号是质数,个位只能是 $1,3,7,$ \underline{\quad}。
- 第 2 步:颠倒后个位变成原来的百位 $1$,仍是奇数,可行。
- 第 3 步:逐个检验,$107\to \underline{\quad}$ 是质数;而 $103\to 301=7\times \underline{\quad}$ 是合数,划掉。
- 第 4 步:合格的编号共 \underline{\quad} 个。
第三套题目:两位质数交换十位与个位后仍是质数,且交换后与原来不是同一个数。这样的质数有多少个?它们能配成几对?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先找出全部):两位质数中交换后仍为质数的有 $11,13,17,31,37,71,73,79,97$,共 \underline{\quad} 个。
- 第 2 步(排除交换后不变的):$11$ 交换后还是 $11$,要去掉,剩下 $9-1=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(两两配对):$13\leftrightarrow 31$、$17\leftrightarrow 71$、$37\leftrightarrow 73$、$79\leftrightarrow \underline{\quad}$。
- 第 4 步(数对数):$8\div 2=\underline{\quad}$ 对。
第三套题目:把所有「交换十位与个位后仍是质数」的两位质数全部找出来,并求它们的和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(找全):这样的两位质数是 $11,13,17,31,37,71,73,79,97$,共 \underline{\quad} 个。
- 第 2 步(利用成对的特点凑整相加):$13+31=\underline{\quad}$,$17+71=\underline{\quad}$,$37+73=\underline{\quad}$,$79+97=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(把四对相加):$44+88+110+176=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(补上落单的 $11$):$418+11=\underline{\quad}$。
10. 【原题 ch03-tuozhan-02】$9$ 个连续的自然数中,最多有多少个质数?
详细思路是哪类问题:这是「连续自然数中质数个数的上界」类问题:既要说明「最多不超过几个」,又要举出恰好达到这个数的例子。
关键切入点:关键在于用倍数把「不可能更多」说清楚:$9$ 个连续自然数里恰有 $4$ 个或 $5$ 个偶数,这些偶数除 $2$ 以外都是合数;剩下的 $4\sim 5$ 个奇数中又必然有 $3$ 的倍数出现。综合起来质数至多 $4$ 个。再用 $1\sim 9$ 中的 $2,3,5,7$ 说明 $4$ 个是能达到的,上界与实例都有了,答案才算完整。
方法概述:先用偶数、$3$ 的倍数卡上界,再举实例说明上界可达。
规范步骤:- 数偶数:$9$ 个连续自然数中至少有 $4$ 个偶数(偶数除 $2$ 外都是合数)
- 看剩下的奇数:至多 $5$ 个奇数,其中必含 $3$ 的倍数(如 $9,15,21$ 之类)(每 $3$ 个奇数里就有一个 $3$ 的倍数)
- 得到上界:质数至多 $4$ 个(综合排除)
- 举例达到上界:$1\sim 9$ 中的质数是 $2,3,5,7$,恰好 $4$ 个(上界可达)
- 作答:最多 $4$ 个
第一套题目:$11$ 个连续的自然数中,最多有多少个质数?请举出一个达到最多的例子。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先卡上界):$11$ 个连续自然数中至少有 \underline{\quad} 个偶数($11\div 2$ 向下取整),除 $2$ 外都是合数。
- 第 2 步(再看奇数):剩下至多 $6$ 个奇数,其中必有 $3$ 的倍数、也会出现个位是 $5$ 的数,所以质数不会太多。
- 第 3 步(举例达到):取 $3\sim 13$,其中的质数是 $3,5,7,11,$ \underline{\quad},共 \underline{\quad} 个。
- 第 4 步(作答):所以 $11$ 个连续自然数中最多有 \underline{\quad} 个质数。
第二套题目:电影院一排座位的号码是连续的自然数。任意连着数 $11$ 个座位,其中号码是质数的座位最多有几个?举一个例子。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$11$ 个连续号码中至少有 \underline{\quad} 个偶数号,除 $2$ 号外都不是质数。
- 第 2 步:剩下的奇数号里还会出现 $3$ 的倍数和个位是 $5$ 的号码。
- 第 3 步:取 $3\sim 13$ 号,质数号是 $3,5,7,11,$ \underline{\quad},共 \underline{\quad} 个。
- 第 4 步:所以最多 \underline{\quad} 个。
第三套题目:$7$ 个连续的自然数中,最多有多少个质数?请举例说明。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(卡上界):$7$ 个连续自然数中至少有 \underline{\quad} 个偶数($7\div 2$ 向下取整),除 $2$ 外都是合数。
- 第 2 步(看奇数):剩下至多 $4$ 个奇数,其中一般含有 $3$ 的倍数或 $9,15,21,25$ 这类合数。
- 第 3 步(举例):取 $1\sim 7$,质数是 $2,3,5,$ \underline{\quad},共 \underline{\quad} 个。
- 第 4 步(作答):最多 \underline{\quad} 个。
第三套题目:$11$ 个连续的自然数中最多有 $5$ 个质数。请写出使质数个数达到 $5$ 的最小起点,并求这 $5$ 个质数的和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(从最小处试起):起点取 $1$ 时,$1\sim 11$ 中的质数是 $2,3,5,7,11$,共 \underline{\quad} 个,已达到 $5$;但题目要求起点最小,还要看 $1$ 是不是能再往前。自然数从 $1$ 开始,所以起点 $1$ 就是最小的。
- 第 2 步(写出这 $5$ 个质数):$2,3,5,7,$ \underline{\quad}。
- 第 3 步(凑整求和):$3+7=\underline{\quad}$,$2+11=\underline{\quad}$,再加 $5$。
- 第 4 步(合计):$10+13+5=\underline{\quad}$。
11. 【原题 ch03-tuozhan-03】(1)两个质数的和是 $39$,这两个质数的差是多少?(2)三个互不相同的质数相加,和为 $40$,这三个质数分别是多少?
详细思路是哪类问题:这是「已知质数之和反求质数」类问题,核心工具还是奇偶分析。
关键切入点:第 (1) 问和是奇数 $39$:奇数只能由「偶 $+$ 奇」得到,而质数里唯一的偶数是 $2$,所以一个加数必定是 $2$,另一个被唯一确定为 $37$,差也随之唯一。第 (2) 问和是偶数 $40$:三个奇数相加得奇数,与 $40$ 是偶数矛盾,所以三个质数中必含 $2$;剩下两个质数的和是 $38$,再在奇质数里配对即可。
方法概述:和是奇数 → 必含 $2$;三个质数和是偶数 → 也必含 $2$,再对剩下的部分配对。
规范步骤:- 第 (1) 问:$39$ 是奇数:必有一个质数是 $2$(偶 $+$ 奇 $=$ 奇)
- 求另一个质数:$39-2=37$,$37$ 是质数(唯一确定)
- 求差:$37-2=35$(题目所求)
- 第 (2) 问:$40$ 是偶数,三个奇数之和是奇数,矛盾:必含偶质数 $2$(奇偶分析)
- 剩下两数之和:$40-2=38=7+31$,$7,31$ 都是质数(配对)
- 作答:(1)$35$;(2)$2,7,31$
第一套题目:(1)两个质数的和是 $55$,这两个质数的差是多少?(2)三个互不相同的质数相加,和为 $60$,请写出一组这样的质数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(第 (1) 问先判奇偶):$55$ 是奇数,奇 $=$ 偶 $+$ 奇,所以其中一个质数必定是唯一的偶质数 \underline{\quad}。
- 第 2 步:另一个就是 $55-2=\underline{\quad}$,它是质数;两数的差为 $53-2=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(第 (2) 问):$60$ 是偶数,如果三个质数都是奇数,和就是奇数,矛盾,所以必含质数 $2$,剩下两个质数的和是 $60-2=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(配对):在奇质数里找和为 $58$ 的一对:$17+\underline{\quad}=58$,所以三个质数是 $2,17,41$。
第二套题目:(1)小明和小红各有一些邮票,张数都是质数,一共 $55$ 张,两人相差多少张?(2)三个同学各有质数张邮票(互不相同),共 $60$ 张,写出一组可能的张数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$55$ 是奇数,两个质数一奇一偶,所以其中一人的张数是唯一的偶质数 \underline{\quad} 张。
- 第 2 步:另一人是 $55-2=\underline{\quad}$ 张,相差 $53-2=\underline{\quad}$ 张。
- 第 3 步:$60$ 是偶数,三个奇质数之和是奇数,矛盾,故必有一人是 $2$ 张,其余两人共 $60-2=\underline{\quad}$ 张。
- 第 4 步:$17+\underline{\quad}=58$,所以三人可以是 $2,17,41$ 张。
第三套题目:两个质数的和是 $45$。请求出这两个质数,并求它们的积与差。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(奇偶分析):$45$ 是奇数,必有一个加数是偶质数 \underline{\quad}。
- 第 2 步(定另一个):$45-2=\underline{\quad}$,用 $2,3,5$ 试除都不尽($6\times 6=36<43<49$),是质数。
- 第 3 步(求差):$43-2=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(求积):$2\times 43=\underline{\quad}$。
第三套题目:两个质数的和是 $85$。求这两个质数的积,并说出这个积一共有多少个因数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(奇偶分析):$85$ 是奇数,必含偶质数 \underline{\quad}。
- 第 2 步(定另一个):$85-2=\underline{\quad}$,用 $2,3,5,7$ 试除都不尽($9\times 9=81<83<100$),是质数。
- 第 3 步(求积):$2\times 83=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(数因数):$166=2\times 83$ 是两个不同质数之积,因数个数 $=(1+1)\times(1+1)=\underline{\quad}$ 个,它们是 $1,2,83,166$。
12. 【原题 ch03-tuozhan-04】请把下面的数分解质因数:(1)$360$;(2)$539$;(3)$373$;(4)$12660$。
详细思路是哪类问题:这是「分解质因数」的综合练习:既有含高次幂的合数,也有需要判定的质数,还有含大质因数的四位数。
关键切入点:关键是养成固定的操作顺序:先看末位提 $2$、$5$,再用数字和判断能否提 $3$,然后依次试 $7,11,13,\cdots$。判定质数时只需试除到平方根:$373<400=20^2$,所以试到 $19$ 就够;$12660$ 剥掉小质因数后剩下 $211$,也用同样的办法确认它是质数。
方法概述:按 $2,3,5,7,11,13,\cdots$ 的顺序短除,剩下的商用「试除到平方根」判质。
规范步骤:- 分解 $360$:$360=2^3\times 45=2^3\times 3^2\times 5$(先提 $2$ 再提 $3$)
- 分解 $539$:$539=7\times 77=7^2\times 11$(试除到 $7$)
- 判定 $373$:用 $2,3,5,7,11,13,17,19$ 试除均不尽,且 $19^2=361<373<400$(试除到平方根)
- 分解 $12660$:$12660=2^2\times 3165=2^2\times 3\times 1055=2^2\times 3\times 5\times 211$(逐层短除)
- 确认 $211$ 是质数:$14^2=196<211<225$,用 $2,3,5,7,11,13$ 试除均不尽(收尾判质)
第一套题目:请把下面的数分解质因数:(1)$504$;(2)$847$;(3)$431$;(4)$20790$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步($504$):连续提 $2$,$504\div 2=252\to 126\to \underline{\quad}$,共提出 $2^3$;再提 $3$:$63=3^2\times \underline{\quad}$,所以 $504=2^3\times 3^2\times 7$。
- 第 2 步($847$):$847\div 7=\underline{\quad}$,而 $121=11\times \underline{\quad}$,所以 $847=7\times 11^2$。
- 第 3 步($431$):$20\times 20=400<431<441=21\times \underline{\quad}$,只需用 $2,3,5,7,11,13,17,19$ 试除,全都除不尽,是质数。
- 第 4 步($20790$):末位是 $0$,先提 $2$ 和 $5$:$20790\div 10=\underline{\quad}$;$2079$ 的数字和是 $18$,连续提 $3$:$2079\div 3=693\to 231\to \underline{\quad}$;最后 $77=7\times 11$。
第二套题目:工厂有四种零件,每种的总个数分别是 $504$、$847$、$431$、$20790$。要把每种零件按质数个数打包(能分就分),请把每种的个数分解质因数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步($504$ 个):$504\div 2=252\to 126\to \underline{\quad}$,共三次;再 $63=3^2\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步($847$ 个):$847\div 7=\underline{\quad}$,$121=11\times \underline{\quad}$。
- 第 3 步($431$ 个):$20\times 20=400<431<441=21\times \underline{\quad}$,试除到 $19$ 都不尽,不能再分。
- 第 4 步($20790$ 个):先提 $10$,$20790\div 10=\underline{\quad}$;再连续提 $3$:$2079\div 3=693\to 231\to \underline{\quad}$;最后 $77=7\times 11$。
第三套题目:请把下面的数分解质因数:(1)$675$;(2)$1573$;(3)$509$;(4)$8316$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步($675$):末位是 $5$,先提 $5$:$675\div 5=135$,$135\div 5=\underline{\quad}$;再 $27=3^3$,所以 $675=3^3\times 5^2$。
- 第 2 步($1573$):$1573\div 11=\underline{\quad}$,而 $143=11\times \underline{\quad}$,所以 $1573=11^2\times 13$。
- 第 3 步($509$):$22\times 22=484<509<529=23\times \underline{\quad}$,试除 $2,3,5,7,11,13,17,19$ 都不尽,是质数。
- 第 4 步($8316$):$8316\div 4=\underline{\quad}$;$2079=3^3\times 77$,$77=7\times \underline{\quad}$,所以 $8316=2^2\times 3^3\times 7\times 11$。
第三套题目:把 $20790$ 分解质因数,并求它一共有多少个因数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先提 $10$):$20790\div 10=\underline{\quad}$,即 $20790=2\times 5\times 2079$。
- 第 2 步(连续提 $3$):$2079\div 3=693$,$693\div 3=231$,$231\div 3=\underline{\quad}$,共提出 $3^3$。
- 第 3 步(收尾):$77=7\times \underline{\quad}$,所以 $20790=2\times 3^3\times 5\times 7\times 11$。
- 第 4 步(因数个数公式):各指数加 $1$ 相乘,$(1+1)\times(3+1)\times(1+1)\times(1+1)\times(1+1)=\underline{\quad}$ 个。
13. 【原题 ch03-tuozhan-05】有一些最简真分数,它们的分子与分母的乘积都等于 $140$。把所有这样的分数从小到大排列,其中第三个分数是多少?
详细思路是哪类问题:这是「按互质分解找分数」类问题:分子与分母的积固定,且分数是最简真分数,要把它们从小到大排出来。
关键切入点:关键在于把「最简」翻译成「分子与分母互质」,也就是把 $140=2^2\times 5\times 7$ 的质因数整块整块地分给分子或分母——同一个质数的所有次幂必须全在一边,否则就有公因数、约得掉。这样分法只有 $2^3=8$ 种,配成 $4$ 对,再取分子小于分母的一半,按大小排序即可。
方法概述:把每个质因数整块分给分子或分母 → 得到全部互质对 → 取真分数并排序。
规范步骤:- 分解质因数:$140=2^2\times 5\times 7$($3$ 个质因数块:$4,5,7$)
- 把三块分给分子/分母,列出互质对:$(1,140),(4,35),(5,28),(7,20)$(另一半是它们的倒数,非真分数)(同一质数不能拆到两边)
- 写成分数并比较大小:$\frac{1}{140}<\frac{4}{35}<\frac{5}{28}<\frac{7}{20}$(分子大分母小的更大)
- 取第三个:$\frac{5}{28}$(按序数出)
- 验算:$5\times 28=140$,且 $5$ 与 $28$ 互质(回代检验)
第一套题目:有一些最简真分数,它们的分子与分母的乘积都等于 $360$。把所有这样的分数从小到大排列,其中第三个分数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$360=2^3\times 3^2\times \underline{\quad}$,得到三块「不可拆开」的零件 $8$、$9$、$5$。
- 第 2 步(把三块分给分子和分母):分子取 $1$ 时分母 $360$;分子取 $5$ 时分母 $8\times 9=\underline{\quad}$;分子取 $8$ 时分母 $9\times 5=\underline{\quad}$;分子取 $9$ 时分母 $8\times 5=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(排序):$\dfrac{1}{360}<\dfrac{5}{72}<\dfrac{8}{45}<\dfrac{9}{40}$。
- 第 4 步(取第三个并验算):第三个是 $\dfrac{8}{45}$,验算 $8\times 45=\underline{\quad}$,且 $8$ 与 $45$ 互质。
第二套题目:做手工时要剪一些长方形纸片,每张纸片的长与宽(都是整厘米数)的乘积都是 $360$ 平方厘米,且长与宽互质、宽小于长。把「宽 $\div$ 长」的比值从小到大排列,第三个比值是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$360=2^3\times 3^2\times \underline{\quad}$,互质要求同一个质数的次幂不能拆到两边,得零件 $8,9,5$。
- 第 2 步:宽取 $1$ 时长 $360$;宽取 $5$ 时长 $8\times 9=\underline{\quad}$;宽取 $8$ 时长 $9\times 5=\underline{\quad}$;宽取 $9$ 时长 $8\times 5=\underline{\quad}$。
- 第 3 步:比值从小到大是 $\dfrac{1}{360},\dfrac{5}{72},\dfrac{8}{45},\dfrac{9}{40}$。
- 第 4 步:第三个是 $\dfrac{8}{45}$,验算 $8\times 45=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第三套题目:分子与分母的乘积都等于 $84$ 的最简真分数,从小到大排列后第三个是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$84=2^2\times 3\times \underline{\quad}$,零件是 $4,3,7$。
- 第 2 步(分块):分子 $1$ 对分母 $84$;分子 $3$ 对分母 $4\times 7=\underline{\quad}$;分子 $4$ 对分母 $3\times 7=\underline{\quad}$;分子 $7$ 对分母 $4\times 3=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(排序):$\dfrac{1}{84}<\dfrac{3}{28}<\dfrac{4}{21}<\dfrac{7}{12}$。
- 第 4 步(取第三个):$\dfrac{4}{21}$,验算 $4\times 21=\underline{\quad}$。
第三套题目:分子与分母的乘积都等于 $360$ 的最简真分数一共有多少个?其中第三个分数的分子与分母之和是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(数零件):$360=2^3\times 3^2\times 5$,共有 \underline{\quad} 个不同的质因数,每个质因数块只能整块地放到分子或分母。
- 第 2 步(数分法):每块有 $2$ 种去处,共 $2\times 2\times 2=\underline{\quad}$ 种;分子小于分母的恰好占一半,$8\div 2=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(排序取第三个):$\dfrac{1}{360},\dfrac{5}{72},\dfrac{8}{45},\dfrac{9}{40}$,第三个是 $\dfrac{8}{45}$。
- 第 4 步(求和):$8+45=\underline{\quad}$。
14. 【原题 ch03-tuozhan-06】小高在做一道计算两位数乘两位数的乘法题时,把一个乘数中的数字 $5$ 看成了 $8$,由此得乘积为 $1104$,正确的乘积是多少?
详细思路是哪类问题:这是「看错数字后反推正确结果」类问题:错误的乘积是已知的,要先把它拆回两个两位数,再把看错的那一位改回去。
关键切入点:关键在于用分解质因数把「错误乘积」还原成两个两位数之积——这一步把无穷的可能压成有限几种。$1104=2^4\times 3\times 23$,能写成两个两位数相乘的只有 $23\times 48$;其中含数字 $8$ 的是 $48$,正是被看错的那个乘数,把它的 $8$ 改回 $5$ 得 $45$,再乘另一个乘数即可。
方法概述:分解错积 → 还原成两个两位数 → 找出含 $8$ 的乘数 → 改回 $5$ 再乘。
规范步骤:- 分解错误的乘积:$1104=2^4\times 3\times 23$(缩小还原范围)
- 组合成两个两位数:$1104=23\times 48$($23$ 是质数,只能单独成一个乘数)(唯一的两位数分法)
- 找出被看错的乘数:$48$ 中含数字 $8$,它本应是 $45$(把 $8$ 改回 $5$)
- 算正确乘积:$23\times 45=1035$(回到正确算式)
- 作答:$1035$
第一套题目:小高在做一道两位数乘两位数的乘法题时,把一个乘数中的数字 $5$ 看成了 $8$,由此得乘积为 $2646$。正确的乘积是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解错积):$2646=2\times 3^3\times 7^2$,验算 $2\times 27=54$,$54\times 49=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(拼成两个两位数):可能的分法有 $27\times 98$、$42\times 63$、$49\times 54$,其中含数字 $8$ 的乘数只有 \underline{\quad}。
- 第 3 步(把看错的数改回):$98$ 的个位 $8$ 本应是 $5$,还原为 \underline{\quad}。
- 第 4 步(算正确乘积):$27\times 95=\underline{\quad}$。
第二套题目:售货员算一笔账:单价和数量都是两位数,他把其中一个数里的 $5$ 看成了 $8$,算出总价 $2646$ 元。正确的总价是多少元?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解错误总价):$2646=2\times 3^3\times 7^2$,即 $2\times 27=54$,$54\times 49=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(拼成两个两位数):$27\times 98$、$42\times 63$、$49\times 54$ 三种,含数字 $8$ 的只有 \underline{\quad}。
- 第 3 步(还原):$98$ 中的 $8$ 本应是 $5$,即 \underline{\quad}。
- 第 4 步(算正确总价):$27\times 95=\underline{\quad}$(元)。
第三套题目:做两位数乘两位数时把一个乘数中的 $5$ 看成 $8$,得到乘积 $3038$。正确的乘积是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解错积):$3038=2\times 7^2\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(拼两位数):$3038=31\times 98=49\times 62$,其中含数字 $8$ 的乘数是 \underline{\quad}。
- 第 3 步(还原):把 $98$ 的 $8$ 改回 $5$,得 \underline{\quad}。
- 第 4 步(算正确乘积):$31\times 95=\underline{\quad}$。
第三套题目:做两位数乘两位数时把一个乘数中的 $5$ 看成 $8$,得到乘积 $2646$。求正确的乘积,并求错误的乘积比正确的乘积多多少;再说明这个差为什么一定是另一个乘数的倍数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(还原算式):$2646=27\times 98$,含 $8$ 的乘数是 $98$,本应是 \underline{\quad},所以正确乘积是 $27\times 95=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(求差):$2646-2565=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(解释这个差):看错使那个乘数多了 $98-95=\underline{\quad}$,所以乘积多出 $27\times 3=\underline{\quad}$,正好是另一个乘数 $27$ 的 $3$ 倍。
- 第 4 步(结论):差 $81=27\times \underline{\quad}$,一定是另一个乘数的倍数。
15. 【原题 ch03-tuozhan-07】三个连续自然数的乘积等于 $39270$。这三个连续自然数的和等于多少?
详细思路是哪类问题:这是「把乘积还原成连续自然数」类问题:已知三个连续自然数的乘积,求它们的和。
关键切入点:关键是「先估算、再用质因数验证」。三个连续数很接近,它们的积接近中间数的立方:$30^3=27000<39270<42875=35^3$,所以中间数在 $30\sim 35$ 之间。再分解质因数 $39270=2\times 3\times 5\times 7\times 11\times 17$,其中的大质因数 $17$ 必须藏在某个数里,$2\times 17=34$ 恰在估算区间内,于是三个数就是 $33,34,35$。
方法概述:立方估算定中间数 → 分解质因数、用大质因数锁定 → 验算并求和。
规范步骤:- 立方估算:$33^3=35937<39270<42875=35^3$,中间数在 $33\sim 35$ 之间(三个数很接近)
- 分解质因数:$39270=2\times 3\times 5\times 7\times 11\times 17$(找大质因数)
- 用 $17$ 锁定:含 $17$ 的两位数只能是 $17,34,51,68,85$,落在区间内的是 $34$(缩小到唯一)
- 定出三数并验算:$33\times 34\times 35=39270$($33=3\times 11$,$35=5\times 7$)(回代检验)
- 求和:$33+34+35=102$
第一套题目:三个连续自然数的乘积等于 $328440$。这三个连续自然数的和等于多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(立方估算定位):$60\times 60\times 60=216000<328440<343000=70\times 70\times \underline{\quad}$,所以中间数在 $60$ 与 $70$ 之间。
- 第 2 步(分解质因数找大零件):$328440=2^3\times 3\times 5\times 7\times 17\times \underline{\quad}$,其中最大的质因数是 $23$。
- 第 3 步(用大质因数锁定):含 $23$ 且落在 $60\sim 70$ 的数只有 $23\times 3=\underline{\quad}$,所以中间数附近是 $69$;再看 $17$:$17\times 4=\underline{\quad}$,正好是 $68$。
- 第 4 步(定出三数并求和):三数为 $68,69,70$,验算 $68\times 69=4692$,$4692\times 70=\underline{\quad}$;求和 $68+69+70=\underline{\quad}$。
第二套题目:一个长方体木箱的长、宽、高是三个连续的整数厘米数,体积是 $328440$ 立方厘米。求长、宽、高的和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(估算):$60^3=216000<328440<343000=70\times 70\times \underline{\quad}$,所以三条棱都在 $60\sim 70$ 之间。
- 第 2 步(分解质因数):$328440=2^3\times 3\times 5\times 7\times 17\times \underline{\quad}$。
- 第 3 步(锁定):$23\times 3=\underline{\quad}$、$17\times 4=\underline{\quad}$,都落在区间内。
- 第 4 步(验算并求和):$68\times 69=4692$,$4692\times 70=\underline{\quad}$(立方厘米);三棱之和 $68+69+70=\underline{\quad}$(厘米)。
第三套题目:三个连续自然数的乘积等于 $32736$。求这三个数以及它们的和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(估算):$30\times 30\times 30=27000<32736<35937=33\times 33\times \underline{\quad}$,中间数在 $30\sim 33$ 之间。
- 第 2 步(分解质因数):$32736=2^5\times 3\times 11\times \underline{\quad}$,最大质因数是 $31$。
- 第 3 步(用 $31$ 锁定):含 $31$ 且在区间附近的只有 $31$ 本身,所以三数是 $31,32,33$;验算 $32=2^5$,$33=3\times \underline{\quad}$。
- 第 4 步(求和):$31+32+33=\underline{\quad}$。
第三套题目:四个连续自然数的乘积等于 $1413720$。求这四个数的和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(估算):四个连续数的积接近中间数的四次方,$30^4=810000<1413720<1500625=35^4$,所以这些数在 $30\sim 36$ 之间。
- 第 2 步(分解质因数):$1413720=2^3\times 3^3\times 5\times 7\times 11\times \underline{\quad}$,大质因数是 $17$。
- 第 3 步(锁定):含 $17$ 且在区间内的是 $17\times 2=\underline{\quad}$;相邻的还有 $3\times 11=\underline{\quad}$、$5\times 7=\underline{\quad}$、$36$。
- 第 4 步(验算并求和):$33\times 34=1122$,$35\times 36=1260$,$1122\times 1260=\underline{\quad}$;四数之和 $33+34+35+36=\underline{\quad}$。
16. 【原题 ch03-tuozhan-08】甲、乙、丙三人打靶,每人打三枪。三人各自中靶的环数之积都是 $60$,且环数是不超过 $10$ 的自然数。把三个人按个人总环数由高到低排列,依次是甲、乙、丙。请问:靶子上 $4$ 环的那一枪是谁打的?
详细思路是哪类问题:这是「分解质因数 + 枚举 + 排序推理」的综合题:每人三枪环数之积都是 $60$,环数不超过 $10$,要判断打出 $4$ 环的是谁。
关键切入点:关键在于先把「积是 $60$ 且每个数不超过 $10$」的三数组全部列出来——这一步靠分解质因数 $60=2^2\times 3\times 5$,注意含质因数 $5$ 的那一枪只能是 $5$ 或 $10$,范围立刻缩到很小。列全之后算出每组的总环数,再按总环数排序,就能把「谁打出 $4$ 环」与「第几名」对应起来。
方法概述:分解质因数 → 枚举全部合法三数组 → 算总环数排序 → 对应到人。
规范步骤:- 分解质因数:$60=2^2\times 3\times 5$(含 $5$ 的那枪只能是 $5$ 或 $10$)
- 枚举全部三数组(每个数不超过 $10$):$\{1,6,10\},\{2,3,10\},\{2,5,6\},\{3,4,5\}$(不重不漏)
- 算各组总环数:$17,15,13,12$(求和)
- 找含 $4$ 环的组:只有 $\{3,4,5\}$ 含 $4$,其总环数 $12$ 是四组中最小的(唯一性)
- 对应到人:总环数由高到低是甲、乙、丙,故总环数最低的是丙(排序推理)
第一套题目:甲、乙、丙三人打靶,每人打三枪,三人各自中靶环数之积都是 $96$,且每枪环数都是不超过 $10$ 的自然数。把三人按总环数由高到低排列依次是甲、乙、丙。请问:靶子上 $3$ 环的那一枪是谁打的?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数缩小范围):$96=2^5\times \underline{\quad}$,所以每枪的环数只能由 $2$ 和 $3$ 搭配而成。
- 第 2 步(枚举三数组):不超过 $10$ 的三数组只有 $\{2,6,8\}$、$\{3,4,8\}$、$\{4,4,6\}$,验算 $2\times 6\times 8=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(算总环数):$2+6+8=\underline{\quad}$,$3+4+8=\underline{\quad}$,$4+4+6=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(对应到人):总环数从高到低是 $16,15,14$,即甲、乙、丙;含 $3$ 环的只有 $\{3,4,8\}$,总环数 $15$,排第二,所以是乙。
第二套题目:甲、乙、丙三名同学各投三次沙包,每次得分都是不超过 $10$ 的自然数,每人三次得分之积都是 $96$。按总分由高到低排列依次是甲、乙、丙。得 $3$ 分的那一次是谁投的?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$96=2^5\times \underline{\quad}$,每次得分只能由 $2$、$3$ 搭配。
- 第 2 步:不超过 $10$ 的三数组只有 $\{2,6,8\}$、$\{3,4,8\}$、$\{4,4,6\}$,验算 $2\times 6\times 8=\underline{\quad}$。
- 第 3 步:三组总分分别是 $2+6+8=\underline{\quad}$、$3+4+8=\underline{\quad}$、$4+4+6=\underline{\quad}$。
- 第 4 步:含 $3$ 分的组总分是 $15$,排第二,对应乙。
第三套题目:甲、乙、丙三人打靶,每人三枪,各自环数之积都是 $108$,每枪环数不超过 $10$。按总环数由高到低是甲、乙、丙。$4$ 环的那一枪是谁打的?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$108=2^2\times 3^3$,验算 $4\times 27=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(枚举):不超过 $10$ 的三数组是 $\{2,6,9\}$、$\{3,4,9\}$、$\{3,6,6\}$。
- 第 3 步(算总环数):$2+6+9=\underline{\quad}$、$3+4+9=\underline{\quad}$、$3+6+6=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(对应):含 $4$ 环的是 $\{3,4,9\}$,总环数 $16$ 排第二,所以是乙。
第三套题目:甲、乙、丙三人打靶,每人三枪,各自环数之积都是 $108$,每枪环数不超过 $10$,三人总环数各不相同。请问 $2$ 环的那一枪是谁打的?三人的总环数之和是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(枚举三数组):$108=2^2\times 3^3$,不超过 $10$ 的三数组是 $\{2,6,9\}$、$\{3,4,9\}$、$\{3,6,6\}$,验算 $2\times 6\times 9=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(算总环数):$2+6+9=\underline{\quad}$、$3+4+9=\underline{\quad}$、$3+6+6=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(对应到人):$17>16>15$,故甲是 $\{2,6,9\}$、乙是 $\{3,4,9\}$、丙是 $\{3,6,6\}$;含 $2$ 环的是甲。
- 第 4 步(求总和):$17+16+15=\underline{\quad}$。
17. 【原题 ch03-tuozhan-09】$975\times 935\times 972\times\square$,要使这个连乘积的最后 $4$ 个数字是 $0$,方框内最小应填什么数?
详细思路是哪类问题:这是「补因数使末尾出现指定个数零」类问题:末尾要有 $4$ 个 $0$,就要求乘积里至少有 $4$ 个因数 $2$ 和 $4$ 个因数 $5$。
关键切入点:关键在于「分别清点、各自补齐」:先把已有的三个数各自分解质因数,数清现有的因数 $2$ 和因数 $5$ 各有几个,缺哪个就补哪个,缺几个补几个。要使方框最小,就只补缺口、一点不多补。
方法概述:分别数已有的因数 $2$ 与 $5$ → 算出两边的缺口 → 方框取缺口对应的最小数。
规范步骤:- 分解已知三数:$975=3\times 5^2\times 13$,$935=5\times 11\times 17$,$972=2^2\times 3^5$(清点零件)
- 数因数 $5$:$2+1+0=3$ 个(距离 $4$ 个还差 $1$ 个)
- 数因数 $2$:$0+0+2=2$ 个(距离 $4$ 个还差 $2$ 个)
- 补齐缺口:方框中至少要含 $5^1\times 2^2=20$(缺什么补什么)
- 验算:补 $20$ 后因数 $5$ 有 $4$ 个、因数 $2$ 有 $4$ 个,末尾恰有 $4$ 个 $0$(回代检验)
第一套题目:$1875\times 2464\times\square$,要使这个连乘积的最后 $6$ 个数字都是 $0$,方框内最小应填什么数?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解已知的数):$1875=3\times 5^4$,含 \underline{\quad} 个因数 $5$、$0$ 个因数 $2$;$2464=2^5\times 7\times 11$,含 \underline{\quad} 个因数 $2$、$0$ 个因数 $5$。
- 第 2 步(算因数 $5$ 的缺口):要 $6$ 个,现有 $4$ 个,还差 $6-4=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(算因数 $2$ 的缺口):要 $6$ 个,现有 $5$ 个,还差 $6-5=\underline{\quad}$ 个。
- 第 4 步(补最小的数):方框至少含 $5^2\times 2=25\times 2=\underline{\quad}$,所以最小填 $50$。
第二套题目:三台机器一天分别生产 $1875$、$2464$ 和 $\square$ 件零件,三个数的乘积末尾要有 $6$ 个连续的 $0$。方框里最小填几?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$1875=3\times 5^4$,含 \underline{\quad} 个因数 $5$;$2464=2^5\times 7\times 11$,含 \underline{\quad} 个因数 $2$。
- 第 2 步:因数 $5$ 还差 $6-4=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步:因数 $2$ 还差 $6-5=\underline{\quad}$ 个。
- 第 4 步:方框最小填 $25\times 2=\underline{\quad}$(件)。
第三套题目:$2250\times 448\times\square$,要使乘积的最后 $5$ 个数字都是 $0$,方框内最小应填什么数?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$2250=2\times 3^2\times 5^3$,含 $1$ 个因数 $2$、\underline{\quad} 个因数 $5$;$448=2^6\times 7$,含 \underline{\quad} 个因数 $2$。
- 第 2 步(清点):因数 $2$ 共 $1+6=\underline{\quad}$ 个,已经超过 $5$ 个,不用补。
- 第 3 步(算 $5$ 的缺口):要 $5$ 个,现有 $3$ 个,还差 $5-3=\underline{\quad}$ 个。
- 第 4 步(补最小的数):方框至少含 $5\times 5=\underline{\quad}$。
第三套题目:$1875\times 2464\times\square$,要使乘积的最后 $6$ 个数字都是 $0$。方框内最小填几?第二小又填几?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(清点):$1875$ 提供 \underline{\quad} 个因数 $5$,$2464$ 提供 \underline{\quad} 个因数 $2$。
- 第 2 步(算缺口):因数 $5$ 差 $6-4=\underline{\quad}$ 个,因数 $2$ 差 $6-5=\underline{\quad}$ 个,所以方框必须是 $5^2\times 2=50$ 的倍数。
- 第 3 步(最小):最小就取这个缺口本身 $25\times 2=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(第二小):下一个 $50$ 的倍数是 $50\times 2=\underline{\quad}$(中间的 $75$ 虽含两个 $5$ 却不含因数 $2$,不合格)。
18. 【原题 ch03-tuozhan-10】(1)算式 $1\times 2\times 3\times\cdots\times 29\times 30$ 的计算结果的末尾有几个连续的 $0$?(2)算式 $31\times 32\times 33\times\cdots\times 150$ 的计算结果的末尾有几个连续的 $0$?
详细思路是哪类问题:这是「连乘积末尾零个数」的进阶题:第 (1) 问是从 $1$ 开始的连乘,第 (2) 问是一段区间的连乘。
关键切入点:关键有两点。一是数因数 $5$ 要「分层数」:$5$ 的倍数各贡献 $1$ 个,$25$ 的倍数还要再补 $1$ 个,$125$ 的倍数再补 $1$ 个,因为 $25=5^2$、$125=5^3$ 各自含有更多的 $5$。二是区间连乘用「大段减小段」:$31\times 32\times\cdots\times 150$ 的因数 $5$ 个数 $=$($1\sim 150$ 的个数)$-$($1\sim 30$ 的个数)。
方法概述:分层数因数 $5$($\div 5$、$\div 25$、$\div 125$ 后取整相加);区间用大段减小段。
规范步骤:- 第 (1) 问:数 $1$ 到 $30$ 的因数 $5$:$30\div 5=6$,$30\div 25=1$(取整),共 $6+1=7$ 个(分层计数)
- 得出末尾零:因数 $2$ 远多于 $5$,末尾有 $7$ 个 $0$(取较少者)
- 第 (2) 问:先数 $1$ 到 $150$:$150\div 5=30$,$150\div 25=6$,$150\div 125=1$,共 $30+6+1=37$ 个(分层计数)
- 再减去 $1$ 到 $30$ 的部分:$37-7=30$ 个(大段减小段)
- 作答:(1)$7$ 个;(2)$30$ 个
第一套题目:(1)算式 $1\times 2\times 3\times\cdots\times 60$ 的结果末尾有几个连续的 $0$?(2)算式 $61\times 62\times\cdots\times 200$ 的结果末尾有几个连续的 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(第 (1) 问,分层数 $5$):$60\div 5=\underline{\quad}$ 个,$60\div 25$ 取整得 \underline{\quad} 个,共 $12+2=\underline{\quad}$ 个,所以末尾有 $14$ 个 $0$。
- 第 2 步(第 (2) 问,先数 $1\sim 200$):$200\div 5=\underline{\quad}$、$200\div 25=\underline{\quad}$、$200\div 125$ 取整得 $1$。
- 第 3 步(合计大段):$40+8+1=\underline{\quad}$ 个因数 $5$。
- 第 4 步(大段减小段):$49-14=\underline{\quad}$ 个,所以 $61\sim 200$ 连乘末尾有 $35$ 个 $0$。
第二套题目:一台机器先把 $1$ 到 $60$ 号零件的编号连乘,再把 $61$ 到 $200$ 号零件的编号连乘。两次的结果末尾各有几个连续的 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$60\div 5=\underline{\quad}$、$60\div 25$ 取整得 \underline{\quad},共 $12+2=\underline{\quad}$ 个因数 $5$,第一次结果末尾 $14$ 个 $0$。
- 第 2 步:$200\div 5=\underline{\quad}$、$200\div 25=\underline{\quad}$、$200\div 125$ 取整得 $1$。
- 第 3 步:$1\sim 200$ 共 $40+8+1=\underline{\quad}$ 个因数 $5$。
- 第 4 步:$61\sim 200$ 的个数 $=49-14=\underline{\quad}$,即末尾 $35$ 个 $0$。
第三套题目:算式 $1\times 2\times 3\times\cdots\times 45$ 的结果末尾有几个连续的 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(数 $5$ 的倍数):$45\div 5=\underline{\quad}$ 个。
- 第 2 步(补 $25$ 的倍数):$45$ 以内 $25$ 的倍数只有 $25$ 一个,再补 \underline{\quad} 个。
- 第 3 步(合计):因数 $5$ 共 $9+1=\underline{\quad}$ 个。
- 第 4 步(确认 $2$ 够):$45$ 以内偶数有 \underline{\quad} 个,因数 $2$ 远多于 $10$,末尾就是 $10$ 个 $0$。
第三套题目:算式 $1\times 2\times 3\times\cdots\times 200$ 的结果末尾有几个连续的 $0$?这个乘积中一共含有多少个因数 $2$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(数因数 $5$):$200\div 5=40$、$200\div 25=8$、$200\div 125$ 取整得 $1$,共 $40+8+1=\underline{\quad}$ 个,末尾有 $49$ 个 $0$。
- 第 2 步(数因数 $2$,逐层取整):$200\div 2=100$、$200\div 4=50$、$200\div 8=25$、$200\div 16=\underline{\quad}$(取整)、$200\div 32=6$。
- 第 3 步(继续到底):$200\div 64=3$、$200\div 128=\underline{\quad}$(取整)。
- 第 4 步(合计):$100+50+25+12+6+3+1=\underline{\quad}$ 个因数 $2$。
19. 【原题 ch03-tuozhan-11】请问:两个连续两位数乘积的末尾最多有几个连续的 $0$?
详细思路是哪类问题:这是「求末尾零个数的最大值」类问题:在两位数范围内,让两个连续自然数的乘积末尾零尽可能多。
关键切入点:关键在于抓住「连续两数中只有一个能被 $5$ 整除」这条性质:因数 $5$ 全部来自其中一个数,因数 $2$ 全部来自另一个数(因为两个连续数一奇一偶)。所以要让零最多,就要让含 $5$ 的那个数带尽量多的 $5$、让另一个数带尽量多的 $2$。两位数里 $5$ 的最高次幂是 $25=5^2$,而它的邻居 $24=2^3\times 3$ 恰好带 $3$ 个 $2$,配成 $2$ 对,正好 $2$ 个 $0$。
方法概述:分开考虑:含 $5$ 的数提供 $5$,另一个(偶数)提供 $2$,取两者个数的较小值并求最大。
规范步骤:- 利用连续两数的性质:两数一奇一偶,且只有一个含因数 $5$(分工明确)
- 找两位数里 $5$ 的最高次幂:$25=5^2$,提供 $2$ 个因数 $5$($125$ 已是三位数)(上界为 $2$)
- 看它的邻居能提供几个 $2$:$24=2^3\times 3$,提供 $3$ 个因数 $2$(配对)
- 取较少者:$\min(2,3)=2$,即 $24\times 25=600$ 末尾有 $2$ 个 $0$(配对原理)
- 作答:最多 $2$ 个
第一套题目:请问:两个连续三位数乘积的末尾最多有几个连续的 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分工):两个连续数一奇一偶,因数 $5$ 只能来自其中一个,因数 $2$ 只能来自另一个。
- 第 2 步(找三位数里 $5$ 的最高次幂):$5^4=\underline{\quad}$ 是三位数,$5^5=3125$ 已是四位数,所以含 $5$ 的那个数最多提供 \underline{\quad} 个因数 $5$。
- 第 3 步(看邻居提供多少个 $2$):$625$ 的邻居 $624=2^4\times 39$,提供 \underline{\quad} 个因数 $2$。
- 第 4 步(配对取较少者并验算):$\min(4,4)=4$,$624\times 625=\underline{\quad}$,末尾恰有 $4$ 个 $0$。
第二套题目:仓库的两排货架编号是相邻的两个三位数。把两个编号相乘,乘积末尾最多能有几个连续的 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:相邻两个编号一奇一偶,因数 $5$ 只来自其中一个,因数 $2$ 只来自另一个。
- 第 2 步:三位数中 $5$ 的最高次幂是 $5^4=\underline{\quad}$,最多提供 \underline{\quad} 个因数 $5$。
- 第 3 步:$624=2^4\times 39$,提供 \underline{\quad} 个因数 $2$。
- 第 4 步:$624\times 625=\underline{\quad}$,末尾有 $4$ 个 $0$。
第三套题目:两个连续四位数乘积的末尾最多有几个连续的 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(找四位数里 $5$ 的最高次幂):$5^5=\underline{\quad}$ 是四位数,$5^6=15625$ 已是五位数,所以最多提供 \underline{\quad} 个因数 $5$。
- 第 2 步(挑合适的倍数):$3\times 3125=\underline{\quad}$ 仍是四位数,且它是奇数,邻居必是偶数。
- 第 3 步(看邻居的因数 $2$):$9376=2^5\times 293$,提供 \underline{\quad} 个因数 $2$。
- 第 4 步(取较少者):$\min(5,5)=\underline{\quad}$,所以末尾最多 $5$ 个 $0$。
第三套题目:两个连续三位数乘积的末尾最多有几个连续的 $0$?请写出取到最多时的这两个数,并算出它们的乘积。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分工分析):因数 $5$ 全在一个数里,因数 $2$ 全在另一个(偶)数里。
- 第 2 步(定含 $5$ 的数):三位数里 $5^4=\underline{\quad}$ 提供 \underline{\quad} 个因数 $5$,是最多的。
- 第 3 步(定邻居):$625$ 的两个邻居是 $624$ 和 $626$;$624=2^4\times 39$ 提供 $4$ 个 $2$,而 $626=2\times 313$ 只提供 \underline{\quad} 个,所以取 $624$。
- 第 4 步(算乘积):$624\times 625=\underline{\quad}$,末尾 $4$ 个 $0$。
20. 【原题 ch03-tuozhan-12】把从 $1$ 开始的若干个连续的自然数 $1,2,3,\cdots$ 乘到一起。已知这个乘积的末尾 $13$ 位恰好都是 $0$,请在乘积中出现的自然数最小应该是多少?
详细思路是哪类问题:这是「反过来求上限」的阶乘末尾零问题:已知连乘 $1\times 2\times\cdots\times n$ 的末尾恰有 $13$ 个 $0$,求 $n$ 最小是多少。
关键切入点:关键是把「末尾 $13$ 个 $0$」转成「因数 $5$ 恰好 $13$ 个」,再从小往大累加:每遇到一个 $5$ 的倍数就加 $1$,遇到 $25$ 的倍数还要额外再加 $1$。数到 $50$ 时是 $10+2=12$ 个($25$ 和 $50$ 各多贡献 $1$ 个),还差 $1$ 个,于是必须再乘进下一个 $5$ 的倍数 $55$,此时刚好 $13$ 个。
方法概述:把末尾零换成因数 $5$ 的个数,从小到大累加到刚好够为止。
规范步骤:- 转化:末尾 $13$ 个 $0$ $\Leftrightarrow$ 因数 $5$ 恰有 $13$ 个(因数 $2$ 足够多)
- 数到 $50$:$50\div 5=10$ 个,$25$ 与 $50$ 各再多 $1$ 个,共 $10+2=12$ 个(分层累加)
- 还差多少:$13-12=1$ 个(缺口)
- 再乘进下一个 $5$ 的倍数:$55=5\times 11$ 提供第 $13$ 个因数 $5$(补齐)
- 作答:乘积中出现的最大自然数最小是 $55$
第一套题目:把从 $1$ 开始的若干个连续自然数 $1,2,3,\cdots$ 乘到一起,已知这个乘积的末尾恰好有 $20$ 个 $0$。请问乘积中出现的最大自然数最小应该是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(转化):末尾 $20$ 个 $0$ 就是要有 $20$ 个因数 \underline{\quad}(因数 $2$ 一定够)。
- 第 2 步(先数到 $75$):$75\div 5=\underline{\quad}$ 个,其中 $25,50,75$ 各再多贡献 $1$ 个,共 $15+3=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(还差多少):$20-18=\underline{\quad}$ 个。
- 第 4 步(继续往上乘):$80$ 提供 $1$ 个(共 $19$ 个),$85=5\times \underline{\quad}$ 再提供 $1$ 个,累计正好 $20$ 个。
第二套题目:小明按 $1,2,3,\cdots$ 的顺序把编号连乘,直到乘积末尾恰好出现 $20$ 个 $0$ 就停下。他最少乘到几号?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:末尾 $20$ 个 $0$ 即需要 $20$ 个因数 \underline{\quad}。
- 第 2 步:数到 $75$ 号时,$75\div 5=\underline{\quad}$ 个,加上 $25,50,75$ 各多的 $1$ 个,共 $15+3=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步:还差 $20-18=\underline{\quad}$ 个。
- 第 4 步:$80$ 号补 $1$ 个,$85=5\times \underline{\quad}$ 号再补 $1$ 个,正好 $20$ 个。
第三套题目:把 $1,2,3,\cdots$ 连续相乘,乘积末尾恰好有 $10$ 个 $0$。乘积中出现的最大自然数最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(转化):要有 $10$ 个因数 \underline{\quad}。
- 第 2 步(数到 $40$):$40\div 5=\underline{\quad}$ 个,$25$ 再多 $1$ 个,共 $8+1=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(缺口):$10-9=\underline{\quad}$ 个。
- 第 4 步(补上):下一个 $5$ 的倍数是 $45=5\times \underline{\quad}$,提供第 $10$ 个因数 $5$。
第三套题目:把 $1,2,3,\cdots$ 连续相乘。(1)要使乘积末尾恰好有 $25$ 个 $0$,乘积中出现的最大自然数最小是多少?(2)乘积末尾有可能恰好是 $5$ 个 $0$ 吗?为什么?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(第 (1) 问,数到 $100$):$100\div 5=20$ 个,$100\div 25=\underline{\quad}$ 个再补,共 $20+4=\underline{\quad}$ 个。
- 第 2 步(补足缺口):还差 $25-24=\underline{\quad}$ 个,下一个 $5$ 的倍数是 $105=5\times \underline{\quad}$,正好补上。
- 第 3 步(第 (2) 问,看跳跃):数到 $24$ 时因数 $5$ 有 $24\div 5$ 取整 $=\underline{\quad}$ 个;再乘进 $25=5^2$,一次就多 $2$ 个,变成 $4+2=\underline{\quad}$ 个。
- 第 4 步(结论):个数从 $4$ 直接跳到 $6$,跳过了 $5$,所以末尾不可能恰好有 $5$ 个 $0$。
21. 【原题 ch03-tuozhan-13】$168$ 乘以一个大于 $1$ 的整数后得到一个平方数。乘的这个整数至少是多少?所得乘积又是多少数的平方?
详细思路是哪类问题:这是「配指数造平方数」类问题:一个数乘以几之后成为平方数,要求这个乘数最小。
关键切入点:关键在于平方数的本质特征:把它分解质因数后,每个质因数的指数都是偶数。所以先分解 $168=2^3\times 3\times 7$,看哪些指数是奇数(这里 $3,1,1$ 全是奇数),每个奇指数只要再补一个同样的质因数就变成偶数,因此最小乘数就是这些质数的乘积 $2\times 3\times 7=42$。补完后各指数成 $4,2,2$,把它们各取一半再相乘就得到被平方的那个数。
方法概述:分解质因数 → 指数是奇数的质因数各补一个 → 补完后指数减半得到底数。
规范步骤:- 分解质因数:$168=2^3\times 3\times 7$(看指数)
- 找出指数为奇数的质因数:$2$(指数 $3$)、$3$(指数 $1$)、$7$(指数 $1$)全是奇数(平方数要求指数全偶)
- 每个各补一个:最小乘数 $=2\times 3\times 7=42$(补成偶指数)
- 算乘积并开方:$168\times 42=2^4\times 3^2\times 7^2=(2^2\times 3\times 7)^2=84^2$(指数减半得底数)
- 作答:至少乘 $42$,乘积是 $84$ 的平方
第一套题目:$1512$ 乘以一个大于 $1$ 的整数后得到一个平方数。乘的这个整数至少是多少?所得乘积又是多少的平方?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$1512=2^3\times 3^3\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(看指数奇偶):$2$ 的指数是 $3$、$3$ 的指数是 $3$、$7$ 的指数是 $1$,全是奇数,每个都要再补一个。
- 第 3 步(算最小乘数):$2\times 3\times 7=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(算乘积并开平方):$1512\times 42=\underline{\quad}$;补完后指数是 $4,4,2$,各取一半得底数 $2^2\times 3^2\times 7=\underline{\quad}$,即 $252$ 的平方。
第二套题目:要用 $1512$ 块相同的小方砖再添上若干块,拼成一个正方形(每边块数相同)。若添的块数使总块数正好是 $1512$ 的整数倍,那么这个倍数最小是多少?正方形每边有多少块?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$1512=2^3\times 3^3\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(正方形的条件):总块数是平方数,即各质因数指数都要成偶数;现在三个指数 $3,3,1$ 都是奇数。
- 第 3 步(算最小倍数):每个质因数各补一个,$2\times 3\times 7=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(算总块数与边长):$1512\times 42=\underline{\quad}$ 块,边长为 $2^2\times 3^2\times 7=\underline{\quad}$ 块。
第三套题目:$600$ 乘以一个大于 $1$ 的整数后得到一个平方数。这个整数至少是多少?乘积是多少的平方?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$600=2^3\times 3\times 5^2$,验算 $8\times 3\times 25=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(挑出奇指数):$5$ 的指数已经是偶数 $2$,不用管;只有 $2$(指数 $3$)和 $3$(指数 $1$)要补。
- 第 3 步(算最小乘数):$2\times 3=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(求乘积与底数):$600\times 6=\underline{\quad}$,指数变成 $4,2,2$,各取一半得 $2^2\times 3\times 5=\underline{\quad}$。
第三套题目:$1512$ 乘以一个大于 $1$ 的整数后得到一个立方数。这个整数至少是多少?所得乘积是多少的立方?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$1512=2^3\times 3^3\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(立方数的条件):各质因数的指数都必须是 $3$ 的倍数。$2$ 和 $3$ 的指数已经是 $3$,只有 $7$ 的指数 $1$ 不够,还差 $3-1=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(算最小乘数):要补两个 $7$,即 $7\times 7=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(求乘积与底数):$1512\times 49=\underline{\quad}$,指数变成 $3,3,3$,各取三分之一得 $2\times 3\times 7=\underline{\quad}$,即 $42$ 的立方。
22. 【原题 ch03-tuozhan-14】(1)$60$ 乘以一个三位数后,正好得到一个平方数,这个三位数是多少?(2)$72$ 乘以一个三位数后,正好得到一个立方数。这样的三位数一共有多少个?
详细思路是哪类问题:这是「用指数条件筛三位数」类问题:乘一个三位数后成为平方数(或立方数),要求出这个三位数或数出有几个。
关键切入点:关键是把「乘数长什么样」先推出来,再用「三位数」这个范围去卡。第 (1) 问 $60=2^2\times 3\times 5$ 中 $3,5$ 的指数是奇数,所以乘数必须含 $3\times 5=15$,且剩下的部分本身要是平方数,即乘数形如 $15\times k^2$;取 $k=3$ 得 $135$,正好是三位数。第 (2) 问 $72=2^3\times 3^2$,要成立方数,$3$ 的指数要从 $2$ 补到 $3$,乘数形如 $3\times a^3$,再用 $3a^3\leqslant 999$ 卡出 $a$ 的范围。
方法概述:先由指数条件写出乘数的一般形式,再用三位数范围确定取值。
规范步骤:- 第 (1) 问分解:$60=2^2\times 3\times 5$,指数为奇数的是 $3$ 和 $5$(平方数要求每个质因数的指数都是偶数)
- 由指数条件反推乘数的一般形式:要把 $3,5$ 的指数补成偶数,乘数必须含 $3\times 5=15$,剩下的部分自身还得是平方数,所以乘数一定形如 $15\times k^2$($k$ 为正整数)(反推乘数长什么样)
- 用「三位数」把 $k$ 卡出范围:$100\leqslant 15k^2\leqslant 999\Rightarrow 7\leqslant k^2\leqslant 66\Rightarrow k=3,4,5,6,7,8$,对应 $135,240,375,540,735,960$,它们都能使乘积成平方数(三位数限制筛出全部候选)
- 取满足条件的最小三位数作答:其中最小的是 $k=3$ 时的 $15\times 3^2=15\times 9=135$(题目取最小的那个三位数)
- 验算:$60\times 135=8100=90^2$(回代检验确实是平方数)
- 第 (2) 问分解:$72=2^3\times 3^2$;立方数要求指数是 $3$ 的倍数,$2$ 的指数已是 $3$,$3$ 的指数要从 $2$ 补到 $3$(乘数 $=3\times a^3$)
- 用三位数卡范围:$3a^3\leqslant 999\Rightarrow a^3\leqslant 333\Rightarrow a=4,5,6$,对应 $192,375,648$(共 $3$ 个)
第一套题目:(1)$84$ 乘以一个三位数后正好得到一个平方数,这个三位数最小是多少?(2)$108$ 乘以一个三位数后正好得到一个立方数,这样的三位数一共有多少个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(第 (1) 问分解):$84=2^2\times 3\times \underline{\quad}$,指数为奇数的是 $3$ 和 $7$,所以乘数必须含 $3\times 7=\underline{\quad}$,形如 $21\times k^2$。
- 第 2 步(用三位数卡):$k=1$ 得 $21$、$k=2$ 得 $84$,都不是三位数;$k=3$ 得 $21\times 9=\underline{\quad}$,是最小的三位数解。验算 $84\times 189=\underline{\quad}=126^2$。
- 第 3 步(第 (2) 问分解):$108=2^2\times 3^3$,立方数要求指数都是 $3$ 的倍数;$3$ 的指数已是 $3$,$2$ 的指数要从 $2$ 补到 $3$,所以乘数形如 $2\times a^3$。
- 第 4 步(卡范围):$2a^3\leqslant 999$ 得 $a^3\leqslant 499$,故 $a=4,5,6,7$,对应 $128,250,432,686$,共 \underline{\quad} 个。
第二套题目:(1)有 $84$ 箱同样的积木,每箱的块数是一个三位数,全部积木正好能拼成一个正方形,每箱最少多少块?(2)有 $108$ 箱积木,每箱块数是三位数,全部积木正好能拼成一个正方体,这样的每箱块数有多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$84=2^2\times 3\times \underline{\quad}$,要成平方数须含 $3\times 7=\underline{\quad}$,每箱块数形如 $21\times k^2$。
- 第 2 步:$k=3$ 时 $21\times 9=\underline{\quad}$(块),是最小的三位数;验算 $84\times 189=\underline{\quad}$(块)$=126^2$。
- 第 3 步:$108=2^2\times 3^3$,要成立方数须补一个 $2$,每箱块数形如 $2\times a^3$。
- 第 4 步:$2a^3\leqslant 999$ 得 $a=4,5,6,7$,即 $128,250,432,686$ 块,共 \underline{\quad} 种。
第三套题目:(1)$90$ 乘以一个三位数后得到平方数,这个三位数最小是多少?(2)$40$ 乘以一个三位数后得到立方数,这样的三位数有几个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(第 (1) 问):$90=2\times 3^2\times \underline{\quad}$,指数为奇数的是 $2$ 和 $5$,乘数形如 $10\times k^2$。
- 第 2 步(卡三位数):$k=1,2,3$ 分别得 $10,40,90$ 都不够;$k=4$ 得 $10\times 16=\underline{\quad}$,验算 $90\times 160=\underline{\quad}=120^2$。
- 第 3 步(第 (2) 问):$40=2^3\times 5$,$2$ 的指数已是 $3$,$5$ 的指数要从 $1$ 补到 $3$,所以乘数形如 $5^2\times a^3=25a^3$。
- 第 4 步(卡范围):$25a^3\leqslant 999$ 得 $a^3\leqslant 39$,故 $a=1,2,3$,对应 $25,200,675$;其中三位数只有 $200$ 和 $675$,共 \underline{\quad} 个。
第三套题目:$108$ 乘以一个三位数后正好得到一个立方数。这样的三位数一共有多少个?它们的和是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解并写出乘数形式):$108=2^2\times 3^3$,$3$ 的指数已是 $3$ 的倍数,只需把 $2$ 的指数从 $2$ 补到 $3$,故乘数形如 $2\times a^3$。
- 第 2 步(卡三位数范围):$2a^3\leqslant 999$ 得 $a^3\leqslant 499$;又要 $2a^3\geqslant 100$,得 $a\geqslant 4$,所以 $a=4,5,6,$ \underline{\quad}。
- 第 3 步(算出这些三位数):$2\times 64=\underline{\quad}$、$2\times 125=\underline{\quad}$、$2\times 216=\underline{\quad}$、$2\times 343=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(求和):$128+250+432+686=\underline{\quad}$。
23. 【原题 ch03-xingqu-01】请写出 $50$ 以内所有的质数。
详细思路是哪类问题:这是「质数的识别与列举」类问题:质数是只有 $1$ 和它本身两个因数的自然数,要求把某个范围内的质数一个不漏地写出来。
关键切入点:关键在于用「筛」的办法而不是逐个死算:先划掉 $2$ 以外的偶数、$5$ 以外的 $5$ 的倍数,再用 $3$ 和 $7$ 去试除剩下的数就够了。因为若 $n<50$ 有真因数,必有一个不超过 $\sqrt{50}\approx 7$ 的质因数,所以只需拿 $2,3,5,7$ 试除。
方法概述:用 $2,3,5,7$ 逐层筛掉倍数,剩下的就是质数。
规范步骤:- 写出最小的几个质数(它们也是筛子):$2,3,5,7$(试除只需到 $\sqrt{50}<8$)
- 划掉 $2$ 的倍数、$5$ 的倍数($2,5$ 本身保留):$50$ 以内只剩奇数中个位为 $1,3,7,9$ 的数(偶数与 $5$ 的倍数必是合数)
- 再划掉 $3$ 的倍数($21,27,33,39,49$ 中 $49=7\times 7$ 一并划去):$9,15,21,27,33,39,45,49$ 都是合数($3$、$7$ 试除)
- 剩下的全是质数:$2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47$(只有 $1$ 和本身两个因数)
- 数一数共几个:$15$ 个
第一套题目:请写出 $100$ 以内所有的质数,并说出一共有多少个。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(想清楚要用哪些筛子):若 $n<100$ 是合数,它必有一个不超过 $\sqrt{100}=10$ 的质因数,所以只要用 $2,3,5,$ \underline{\quad} 这几个质数去试除就够了。
- 第 2 步(分段数):$10$ 以内的质数是 $2,3,5,7$,共 \underline{\quad} 个。
- 第 3 步:$10$ 到 $50$ 之间的质数是 $11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47$,共 \underline{\quad} 个。
- 第 4 步:$50$ 到 $100$ 之间的质数是 $53,59,61,67,71,73,79,83,89,97$,共 \underline{\quad} 个。
- 第 5 步(合计):$4+11+10=\underline{\quad}$ 个。
第二套题目:图书馆把 $1$ 到 $100$ 号书架依次编号。管理员要把编号是质数的书架贴上红色标签。请写出所有要贴标签的编号,并算出一共贴多少张标签。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(把「贴标签」翻译成「找质数」):编号 $n\leqslant 100$,只需用不超过 $\sqrt{100}=10$ 的质数 $2,3,5,$ \underline{\quad} 试除。
- 第 2 步:$10$ 以内要贴的编号是 $2,3,5,7$,共 \underline{\quad} 张。
- 第 3 步:$10\sim 50$ 要贴的编号共 \underline{\quad} 张。
- 第 4 步:$50\sim 100$ 要贴的编号共 \underline{\quad} 张。
- 第 5 步:一共 $4+11+10=\underline{\quad}$ 张标签。
第三套题目:请写出 $100$ 到 $150$ 之间的所有质数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(定筛子):$150<169=13\times 13$,所以只要用不超过 $12$ 的质数 $2,3,5,7,$ \underline{\quad} 试除。
- 第 2 步(先粗筛):$100\sim 150$ 中的偶数、个位是 $5$ 的数全部划掉,剩下个位为 $1,3,7,9$ 的数。
- 第 3 步(再细筛):划掉 $3$ 的倍数(如 $111,117,123,129,141,147$)、$7$ 的倍数($119,133$)、$11$ 的倍数($121,143$)、$13$ 的倍数($143$ 已划)。
- 第 4 步:剩下 $101,103,107,109,113,127,131,137,139,149$,共 \underline{\quad} 个。
第三套题目:相差 $2$ 的两个质数叫做一对孪生质数(如 $3$ 和 $5$)。请问 $100$ 以内一共有多少对孪生质数?它们中最大的一对之和是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先有质数表):$100$ 以内的质数共 \underline{\quad} 个,$2,3,5,7,11,\cdots,97$。
- 第 2 步(找相差 $2$ 的相邻两项):$(3,5)$、$(5,7)$、$(11,13)$、$(17,19)$、$(29,31)$、$(41,43)$、$(59,61)$、$(71,73)$,共 \underline{\quad} 对。
- 第 3 步(注意 $97$ 后面):$97+2=99=9\times \underline{\quad}$ 是合数,所以 $97$ 不在孪生对中,最大的一对是 $(71,73)$。
- 第 4 步:最大一对之和 $71+73=\underline{\quad}$。
24. 【原题 ch03-xingqu-02】(1)如果两个质数相加等于 $16$,这两个质数有可能等于多少?(2)如果两个质数相加等于 $25$,这两个质数有可能等于多少?(3)如果两个质数相加等于 $29$,这样的两个质数存在吗?
详细思路是哪类问题:这是「把一个数拆成两个质数之和」类问题(哥德巴赫式拆分):不能靠盲试,要先用奇偶性把范围缩到很小。
关键切入点:关键的一步是奇偶分析:质数里只有 $2$ 是偶数,其余都是奇数。奇数 $+$ 奇数 $=$ 偶数,偶数 $+$ 奇数 $=$ 奇数。所以和是偶数时两个加数都可以是奇质数;和是奇数时必须有一个是 $2$,另一个就被唯一确定为「和 $-2$」,只要判断它是不是质数即可。
方法概述:先看和的奇偶:偶数就在奇质数里配对,奇数就固定一个加数是 $2$。
规范步骤:- 第 (1) 问:$16$ 是偶数,可拆成两个奇质数:$16=3+13=5+11$(奇 $+$ 奇 $=$ 偶)
- 第 (2) 问:$25$ 是奇数,必含唯一的偶质数 $2$:$25-2=23$,$23$ 是质数,故 $25=2+23$(偶 $+$ 奇 $=$ 奇)
- 第 (3) 问:$29$ 是奇数,也必须含 $2$:$29-2=27=3\times 9$ 是合数(唯一候选被排除)
- 作答:(3)不存在
第一套题目:(1)如果两个质数相加等于 $24$,这两个质数有可能是多少?(2)如果两个质数相加等于 $33$,这两个质数有可能是多少?(3)如果两个质数相加等于 $35$,这样的两个质数存在吗?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先判断奇偶):$24$ 是偶数,两个加数可以都是奇质数。从小到大试:$24-5=\underline{\quad}$、$24-7=\underline{\quad}$、$24-11=\underline{\quad}$,它们都是质数。
- 第 2 步:$33$ 是奇数,奇数 $=$ 偶 $+$ 奇,所以两个质数中必有一个是唯一的偶质数 \underline{\quad}。
- 第 3 步:另一个就被确定为 $33-2=\underline{\quad}$,它是质数,所以 $33=2+31$。
- 第 4 步:$35$ 也是奇数,同理另一个必须是 $35-2=\underline{\quad}$;但 $33=3\times \underline{\quad}$ 是合数,唯一候选被排除。
第二套题目:小明把糖果分装成两袋,每袋的颗数都是质数。(1)如果两袋共 $24$ 颗,两袋各有多少颗?(2)如果两袋共 $33$ 颗呢?(3)如果两袋共 $35$ 颗,这种装法存在吗?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$24$ 颗是偶数,两袋都可以是奇质数:$24-5=\underline{\quad}$、$24-7=\underline{\quad}$、$24-11=\underline{\quad}$(颗)。
- 第 2 步:$33$ 颗是奇数,必有一袋是唯一的偶质数 \underline{\quad} 颗。
- 第 3 步:另一袋 $33-2=\underline{\quad}$(颗),是质数,可行。
- 第 4 步:$35$ 颗时另一袋应是 $35-2=\underline{\quad}$(颗),但 $33=3\times \underline{\quad}$ 是合数,所以装不成。
第三套题目:把 $40$ 写成两个质数的和,一共有多少种写法?请全部写出来。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(奇偶分析):$40$ 是偶数。若含偶质数 $2$,另一个是 $40-2=\underline{\quad}$,而 $38=2\times 19$ 是合数,所以两个加数只能都是奇质数。
- 第 2 步(从小的奇质数逐个试):$40-3=\underline{\quad}$ 是质数;$40-7=33$、$40-13=27$ 都是合数。
- 第 3 步:继续试 $40-11=\underline{\quad}$、$40-17=\underline{\quad}$,都是质数。
- 第 4 步:因为 $20$ 以后会重复,共得 \underline{\quad} 种写法。
第三套题目:两个质数的和是 $30$。请问这两个质数的乘积最大是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(奇偶分析):$30$ 是偶数;若含 $2$,另一个是 $30-2=\underline{\quad}$,而 $28$ 是合数,所以两个都是奇质数。
- 第 2 步(枚举全部拆法):$30=7+\underline{\quad}=11+\underline{\quad}=13+\underline{\quad}$。
- 第 3 步(比较乘积):和一定时,两数越接近乘积越大,所以先算最接近的一组 $13\times 17=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(验证):$11\times 19=\underline{\quad}$、$7\times 23=\underline{\quad}$,都比它小,所以最大乘积是 $221$。
25. 【原题 ch03-xingqu-03】有人说,“任何 $7$ 个连续整数中一定有质数”,请你举一个例子,说明这句话是错的。
详细思路是哪类问题:这是「举反例推翻全称命题」类问题:命题说「任何 $7$ 个连续整数中一定有质数」,要推翻它,只需找到一段 $7$ 个连续整数,里面一个质数也没有。
关键切入点:关键在于把「没有质数」翻译成「落在两个相邻质数之间的空档里」。质数越往后越稀疏,相邻质数的间隔会变大,所以应该去找间隔大的一对相邻质数。$100$ 以内相邻间隔最大的一对是 $89$ 和 $97$,中间恰好空出 $97-89-1=7$ 个数,正好够用。
方法概述:找一对间隔足够大的相邻质数,取它们中间的那段连续合数。
规范步骤:- 在质数表里找间隔大的相邻质数:$89$ 与 $97$ 相邻,间隔 $97-89=8$($100$ 以内最大间隔)
- 算出中间夹着几个自然数:$97-89-1=7$(两端点之间的个数)
- 写出这 $7$ 个数并逐个说明是合数:$90=2\times 45,91=7\times 13,92=2\times 46,93=3\times 31,94=2\times 47,95=5\times 19,96=2\times 48$(都能分解,故都是合数)
- 得出结论:$90\sim 96$ 这 $7$ 个连续整数中没有质数(反例成立)
第一套题目:有人说:「任何 $13$ 个连续整数中一定有质数。」请举一个例子说明这句话是错的。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(转化思路):要让一段连续整数里一个质数也没有,就要把它塞进两个相邻质数之间的「空档」。所以要找间隔至少是 $14$ 的相邻质数。
- 第 2 步(找这对质数):$113$ 与 $127$ 是相邻质数,中间夹着 $127-113-1=\underline{\quad}$ 个自然数,正好够。
- 第 3 步(写出这段数):从 $113+1=\underline{\quad}$ 一直到 $127-1=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(逐个说明是合数):如 $114=2\times \underline{\quad}$、$119=7\times \underline{\quad}$、$121=11\times \underline{\quad}$、$125=5\times \underline{\quad}$,其余的也都能分解。
第二套题目:学校连续 $13$ 天给每天编号(编号是连续的自然数)。老师说:「随便连续编 $13$ 天,其中一定有一天的编号是质数。」请举例说明老师说错了。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:要让这 $13$ 天的编号都不是质数,就把它们放进两个相邻质数之间的空档里。
- 第 2 步:$113$ 与 $127$ 是相邻质数,中间空出 $127-113-1=\underline{\quad}$ 个编号。
- 第 3 步:这些编号从 $113+1=\underline{\quad}$ 号到 $127-1=\underline{\quad}$ 号。
- 第 4 步:逐个检验,如 $114=2\times \underline{\quad}$、$119=7\times \underline{\quad}$、$121=11\times \underline{\quad}$、$125=5\times \underline{\quad}$,全是合数。
第三套题目:请写出最小的一段 $5$ 个连续的合数(即其中没有质数),并说明理由。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(思路):要找最小的一段,就从小往大看相邻质数的间隔,第一次出现间隔 $\geqslant 6$ 的地方就是答案。
- 第 2 步(逐对看):$13,17$ 之间只有 $17-13-1=\underline{\quad}$ 个数,不够;$23,29$ 之间有 $29-23-1=\underline{\quad}$ 个数,够了。
- 第 3 步(写出这段数):从 $23+1=\underline{\quad}$ 到 $29-1=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(验证都是合数):$24=2\times 12$、$25=5\times \underline{\quad}$、$26=2\times 13$、$27=3\times \underline{\quad}$、$28=4\times 7$。
第三套题目:在 $100$ 以内的所有质数中,相邻两个质数的差最大是多少?这两个质数之间夹着几个连续的合数?这些合数的和是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先列质数表):$100$ 以内共有 \underline{\quad} 个质数。
- 第 2 步(逐对求差找最大):常见的大间隔有 $29-23=6$、$97-89=\underline{\quad}$,其中最大的是 $8$。
- 第 3 步(算中间夹几个数):$97-89-1=\underline{\quad}$ 个连续合数,即 $90\sim 96$。
- 第 4 步(求和,用首尾配对):$(90+96)\times 7\div 2=\underline{\quad}$。
26. 【原题 ch03-xingqu-04】请写出 $5$ 个质数,使得它们正好构成一个公差为 $12$ 的等差数列。
详细思路是哪类问题:这是「构造满足条件的质数组」类问题:要找 $5$ 个质数排成公差为 $12$ 的等差数列,属于「先分析再试算」的构造题。
关键切入点:关键在于先用整除性把首项的范围卡死,而不是漫无目的地试。公差 $12$ 是 $2$ 和 $3$ 的倍数:若首项是 $2$,各项都是偶数,除首项外全是合数;若首项是 $3$,各项都是 $3$ 的倍数,同样不行。所以首项至少要从 $5$ 开始试。
方法概述:先用奇偶性和 $3$ 的倍数排除小首项,再从 $5$ 起逐个试算并逐项验质。
规范步骤:- 排除首项 $2$:$2,14,26,38,50$ 中除 $2$ 外全是偶数(偶数(除 $2$)都是合数)
- 排除首项 $3$:$3,15,27,39,51$ 全是 $3$ 的倍数($12$ 是 $3$ 的倍数)
- 试首项 $5$,逐项加 $12$:$5,5+12=17,17+12=29,29+12=41,41+12=53$(构造等差数列)
- 逐项验质:$5,17,29,41,53$ 都只有 $1$ 和本身两个因数(质数判定)
- 作答:$5,17,29,41,53$
第一套题目:请写出 $5$ 个质数,使得它们正好构成一个公差为 $30$ 的等差数列。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先排除小首项):公差 $30$ 是 $2,3,5$ 的倍数。若首项取 $2$,各项全是偶数;取 $3$ 则各项全是 \underline{\quad} 的倍数;取 $5$ 则各项全是 $5$ 的倍数。所以首项至少从下一个质数开始试。
- 第 2 步(试首项 $7$):逐项加 $30$,得 $7$、$7+30=\underline{\quad}$、$37+30=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(继续):$67+30=\underline{\quad}$、$97+30=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(逐项验质):$127$ 用 $2,3,5,7,11$ 试除都除不尽($11\times 11=121<127<169$),是质数;其余四项也都是质数。
第二套题目:科技馆有一排储物柜,编号从小到大每隔 $30$ 号设一个「质数柜」。要连着找出 $5$ 个编号都是质数的储物柜,编号应该是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:编号相隔 $30$,而 $30$ 是 $2,3,5$ 的倍数。首项若是 $2$ 各项全是偶数;若是 $3$ 各项全是 \underline{\quad} 的倍数;若是 $5$ 各项全是 $5$ 的倍数,都不行。
- 第 2 步(从 $7$ 号试起):$7+30=\underline{\quad}$、$37+30=\underline{\quad}$。
- 第 3 步:$67+30=\underline{\quad}$、$97+30=\underline{\quad}$。
- 第 4 步:这五个编号都是质数,符合要求。
第三套题目:请写出 $5$ 个质数,使得它们正好构成一个公差为 $42$ 的等差数列。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分析公差):$42=2\times 3\times \underline{\quad}$,是 $2,3,7$ 的倍数,所以首项不能取 $2,3,7$。
- 第 2 步(试首项 $5$):$5+42=\underline{\quad}$、$47+42=\underline{\quad}$。
- 第 3 步:$89+42=\underline{\quad}$、$131+42=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(验最大的一项):$173$ 用不超过 $13$ 的质数试除都不整除($13\times 13=169<173$),是质数。
第三套题目:请写出 $3$ 个质数,使它们构成公差为 $8$ 的等差数列,并求这三个质数的乘积。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(排除首项):公差 $8$ 是偶数,若首项是奇质数则三项都是奇数,可行;若首项是 $2$,第二项 $2+8=\underline{\quad}$ 是合数,排除。
- 第 2 步(从 $3$ 试起):$3+8=\underline{\quad}$、$11+8=\underline{\quad}$,三项都是质数。
- 第 3 步(先乘前两项):$3\times 11=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(再乘末项):$33\times 19=\underline{\quad}$。
27. 【原题 ch03-xingqu-05】请把下面的数分解质因数:(1)$160$;(2)$598$;(3)$211$。
详细思路是哪类问题:这是「分解质因数」类问题:把一个合数写成若干质数相乘的形式;如果它本身就是质数,则说明它不能再分解。
关键切入点:关键是按 $2,3,5,7,11,13,\cdots$ 从小到大试除(短除法),每次除尽就继续除,直到商是质数为止。判断一个数是不是质数时,只需用不超过它平方根的质数去试除:$14\times 14=196<211<225=15\times 15$,所以 $211$ 只要用 $2,3,5,7,11,13$ 试除,全不整除就是质数。
方法概述:从小到大用质数短除,商是质数就停;试除只需到平方根。
规范步骤:- $160$ 连续除以 $2$:$160=2\times 80=2\times 2\times 40=\cdots=2^5\times 5$(短除法)
- $598$ 先除以 $2$:$598=2\times 299$(偶数先提 $2$)
- 再分解 $299$:$299=13\times 23$,故 $598=2\times 13\times 23$(继续试除)
- 判断 $211$:$211$ 被 $2,3,5,7,11,13$ 试除都不尽,且 $14^2=196<211<225=15^2$(试除到平方根)
- 作答:$211$ 是质数
第一套题目:请把下面的数分解质因数:(1)$224$;(2)$1073$;(3)$307$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步($224$ 先提 $2$):$224\div 2=112$,$112\div 2=56$,$56\div 2=28$,$28\div 2=14$,$14\div 2=\underline{\quad}$,商是质数,停。
- 第 2 步(数一数除了几次 $2$):一共除了 \underline{\quad} 次,所以 $224=2^5\times 7$,验算 $32\times 7=\underline{\quad}$。
- 第 3 步($1073$ 是奇数):$2,3,5,7,11,13,17,19,23$ 都试不尽,试到 $29$ 时 $1073\div 29=\underline{\quad}$,而 $37$ 是质数。
- 第 4 步(判断 $307$):$17\times 17=289<307<324=18\times \underline{\quad}$,所以只需用 $2,3,5,7,11,13,17$ 试除,全都除不尽。
第二套题目:糖果厂要把三批糖果分别装箱,每批的总颗数是 $224$、$1073$、$307$。要求每箱装的颗数都是质数且相同规格可以再分。请把每批的颗数分解质因数(若不能分解请说明)。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$224$ 是偶数,连续除以 $2$:$224\div 2=112\to 56\to 28\to 14\to \underline{\quad}$。
- 第 2 步:共除了 \underline{\quad} 次 $2$,所以 $224=2^5\times 7$,验算 $32\times 7=\underline{\quad}$(颗)。
- 第 3 步:$1073$ 是奇数,试除到 $29$ 时 $1073\div 29=\underline{\quad}$。
- 第 4 步:$307$ 只需试除到 $17$(因为 $17\times 17=289<307<324=18\times \underline{\quad}$),全不整除,所以不能再分。
第三套题目:请把下面的数分解质因数:(1)$1296$;(2)$2431$;(3)$401$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步($1296$ 先提 $2$):$1296\div 2=648\to 324\to 162\to \underline{\quad}$,共除了 $4$ 次 $2$。
- 第 2 步(剩下的 $81$ 提 $3$):$81=3\times 3\times 3\times \underline{\quad}$,所以 $1296=2^4\times 3^4$,验算 $16\times 81=\underline{\quad}$。
- 第 3 步($2431$):$2431\div 11=\underline{\quad}$,再把 $221$ 分解为 $13\times \underline{\quad}$。
- 第 4 步($401$):$20\times 20=400<401<441=21\times 21$,用 $2,3,5,7,11,13,17,19$ 试除都不尽,是质数。
第三套题目:把 $8820$ 分解质因数,并求出 $8820$ 一共有多少个因数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(提 $2$):$8820\div 2=4410$,$4410\div 2=\underline{\quad}$,共提出 $2^2$。
- 第 2 步(提 $3$):$2205\div 3=735$,$735\div 3=\underline{\quad}$,共提出 $3^2$。
- 第 3 步(提 $5$ 和 $7$):$245\div 5=\underline{\quad}$,而 $49=7\times \underline{\quad}$,所以 $8820=2^2\times 3^2\times 5\times 7^2$。
- 第 4 步(用因数个数公式):把各质因数的指数都加 $1$ 再相乘,$(2+1)\times(2+1)\times(1+1)\times(2+1)=\underline{\quad}$ 个。
28. 【原题 ch03-xingqu-06】三个自然数的乘积为 $84$,其中两个数的和正好等于第三个数。请求出这三个数。
详细思路是哪类问题:这是「分解质因数后凑数」类问题:已知三个自然数的乘积,还知道其中两个数的和等于第三个数,要把这三个数找出来。
关键切入点:关键在于先分解质因数把候选范围缩小:三个数都必须是 $84$ 的因数。$84=2^2\times 3\times 7$,因数只有 $1,2,3,4,6,7,12,14,21,28,42,84$ 这几个。再用「两数之和 $=$ 第三数」这个条件在因数里配对,很快就能锁定 $3+4=7$。
方法概述:先分解质因数列出全部因数,再在因数中找「两数之和等于第三数」的三元组。
规范步骤:- 分解质因数:$84=2^2\times 3\times 7$(缩小候选范围)
- 列出 $84$ 的因数:$1,2,3,4,6,7,12,14,21,28,42,84$(三个数都必须是因数)
- 设两个较小的数为 $a,b$,则第三个数是 $a+b$,且 $a\times b\times(a+b)=84$:试 $a=3,b=4$:$3\times 4\times 7=84$(代入检验)
- 检验和的条件:$3+4=7$,成立(两条件同时满足)
- 作答:$3,4,7$
第一套题目:三个自然数的乘积为 $330$,其中两个数的和正好等于第三个数。请求出这三个数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先分解质因数缩小范围):$330=2\times 3\times 5\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(想清楚结构):设较小的两个数是 $a,b$,第三个数就是 $a+b$,于是 $a\times b\times(a+b)=330$。
- 第 3 步(在因数中试):试 $a=5,b=6$,则第三个数是 $5+6=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(验算乘积):$5\times 6=\underline{\quad}$,再乘 $11$ 得 $30\times 11=\underline{\quad}$,符合。
第二套题目:长方体礼盒的长、宽、高都是整厘米数,体积是 $330$ 立方厘米,而且长正好等于宽与高的和。求长、宽、高各是多少厘米。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:体积 $=$ 长 $\times$ 宽 $\times$ 高,先分解 $330=2\times 3\times 5\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步:设宽、高为 $a,b$(厘米),则长为 $a+b$,于是 $a\times b\times(a+b)=330$。
- 第 3 步:试宽 $5$、高 $6$,则长为 $5+6=\underline{\quad}$(厘米)。
- 第 4 步:验算体积 $5\times 6=\underline{\quad}$,$30\times 11=\underline{\quad}$(立方厘米),符合。
第三套题目:三个自然数的乘积为 $96$,其中两个数的和正好等于第三个数。请求出这三个数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$96=2^5\times \underline{\quad}$,所以三个数都只能由 $2$ 和 $3$ 组成。
- 第 2 步(结构):设较小两数为 $a,b$,则 $a\times b\times(a+b)=96$。
- 第 3 步(试算):取 $a=2,b=6$,第三个数为 $2+6=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(验算):$2\times 6=\underline{\quad}$,$12\times 8=\underline{\quad}$,符合。
第三套题目:三个自然数的乘积为 $960$,其中两个数的和正好等于第三个数。请求出这三个数,并求它们的最小公倍数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$960=2^6\times 3\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(结构):设较小两数为 $a,b$,则 $a\times b\times(a+b)=960$。
- 第 3 步(试算):取 $a=6,b=10$,第三个数为 $6+10=\underline{\quad}$;验算 $6\times 10=60$,$60\times 16=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(求最小公倍数):$6=2\times 3$,$10=2\times 5$,$16=2^4$,每个质因数取最高次幂相乘:$16\times 3\times 5=\underline{\quad}$。
29. 【原题 ch03-xingqu-07】用一个两位数除 $330$,结果正好能整除。请写出所有可能的两位数。
详细思路是哪类问题:这是「求一个数的全部因数(限定位数)」类问题:$330$ 能被这个两位数整除,就是说这个两位数是 $330$ 的因数。
关键切入点:关键在于先分解质因数,再用「质因数搭配」不重不漏地造出所有因数,最后筛出两位数。$330=2\times 3\times 5\times 11$ 只有 $4$ 个不同质因数且都是一次,因数总数是 $2\times 2\times 2\times 2=16$ 个,逐个搭配即可,不必从 $10$ 到 $99$ 一个个试除。
方法概述:分解质因数 → 按质因数搭配列出全部因数 → 挑出两位数。
规范步骤:- 分解质因数:$330=2\times 3\times 5\times 11$(确定可用的搭配零件)
- 含 $11$ 的搭配:$11,2\times 11=22,3\times 11=33,5\times 11=55,6\times 11=66$($10\times 11=110$ 已是三位数)(逐个搭配)
- 不含 $11$ 的搭配:$2\times 5=10,3\times 5=15,2\times 3\times 5=30$($2\times 3=6$ 是一位数)(逐个搭配)
- 汇总排序:$10,11,15,22,30,33,55,66$(共 $8$ 个)
- 作答:$8$ 个两位数
第一套题目:用一个两位数除 $462$,结果正好能整除。请写出所有可能的两位数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$462=2\times 3\times 7\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(含 $11$ 的搭配):$11$、$2\times 11=\underline{\quad}$、$3\times 11=\underline{\quad}$、$6\times 11=\underline{\quad}$(再乘 $7$ 就超过两位)。
- 第 3 步(不含 $11$ 的搭配):$2\times 7=\underline{\quad}$、$3\times 7=\underline{\quad}$、$2\times 3\times 7=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(汇总排序):$11,14,21,22,33,42,66,77$,共 \underline{\quad} 个。
第二套题目:老师要把 $462$ 本练习本平均分给若干个小组,每组分到的本数是两位数且刚好分完。请写出每组本数所有可能的值。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:「刚好分完」就是每组本数是 $462$ 的因数。先分解 $462=2\times 3\times 7\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(含 $11$):$11$、$2\times 11=\underline{\quad}$、$3\times 11=\underline{\quad}$、$6\times 11=\underline{\quad}$(本)。
- 第 3 步(不含 $11$):$2\times 7=\underline{\quad}$、$3\times 7=\underline{\quad}$、$2\times 3\times 7=\underline{\quad}$(本)。
- 第 4 步:共有 \underline{\quad} 种可能。
第三套题目:用一个两位数除 $630$,结果正好能整除。这样的两位数一共有多少个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$630=2\times 3^2\times 5\times \underline{\quad}$,注意 $3$ 带平方,搭配时 $3$ 可以取 $0,1,2$ 次。
- 第 2 步(因数总数):$(1+1)\times(2+1)\times(1+1)\times(1+1)=\underline{\quad}$ 个因数。
- 第 3 步(列出两位的):$10,14,15,18,21,30,35,42,45,63,70,90$。其中 $18=2\times 3^2$,$45=3^2\times \underline{\quad}$,$63=3^2\times \underline{\quad}$。
- 第 4 步(数一数):共 \underline{\quad} 个。
第三套题目:用一个两位数除 $462$,结果正好能整除。请求出所有这样的两位数的和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$462=2\times 3\times 7\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(列全两位因数):$11,14,21,22,33,42,66,77$,共 \underline{\quad} 个。
- 第 3 步(凑整相加):把它们两两配对,$11+77=\underline{\quad}$,$14+66=\underline{\quad}$,$21+33=\underline{\quad}$,$22+42=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(合计):$88+80+54+64=\underline{\quad}$。
30. 【原题 ch03-xingqu-08】两个连续自然数的乘积是 $1190$,这两个数中较小的是多少?
详细思路是哪类问题:这是「把乘积还原成两个连续自然数」类问题:已知两个连续自然数的积,求较小的那个。
关键切入点:关键有两条:一是估算——两个连续数很接近,它们的积接近某个数的平方,$34^2=1156<1190<1225=35^2$,所以较小的数就在 $34$ 附近;二是分解质因数——$1190=2\times 5\times 7\times 17$,把这些质因数重新搭配成相差 $1$ 的两个数:$2\times 17=34$、$5\times 7=35$,正好相差 $1$。
方法概述:先估算平方根定位,再用质因数重新组合验证。
规范步骤:- 分解质因数:$1190=2\times 5\times 7\times 17$(拿到全部零件)
- 估算定位:$34\times 34=1156<1190<1225=35\times 35$(两个连续数在 $34,35$ 附近)
- 把质因数搭配成这两个数:$2\times 17=34$,$5\times 7=35$(验证搭配可行)
- 验算:$34\times 35=1190$(回代检验)
- 作答:较小的数是 $34$
第一套题目:两个连续自然数的乘积是 $5852$,这两个数中较小的是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$5852=2^2\times 7\times 11\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(估算定位):$76\times 76=5776<5852<5929=77\times \underline{\quad}$,所以这两个数就在 $76$ 与 $77$ 附近。
- 第 3 步(把质因数搭成这两个数):$4\times 19=\underline{\quad}$,$7\times 11=\underline{\quad}$,正好相差 $1$。
- 第 4 步(验算):$76\times 77=\underline{\quad}$,所以较小的数是 $76$。
第二套题目:一块长方形菜地的长和宽都是整米数,且长比宽多 $1$ 米,面积是 $5852$ 平方米。这块菜地的宽是多少米?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:设宽为 $a$ 米,则长为 $a+1$ 米,$a\times(a+1)=5852$。先分解 $5852=2^2\times 7\times 11\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(估算):$76\times 76=5776<5852<5929=77\times \underline{\quad}$。
- 第 3 步(搭配质因数):$4\times 19=\underline{\quad}$,$7\times 11=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(验算):$76\times 77=\underline{\quad}$(平方米),所以宽是 $76$ 米。
第三套题目:两个连续自然数的乘积是 $3306$,这两个数分别是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$3306=2\times 3\times 19\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(估算定位):$57\times 57=3249<3306<3364=58\times \underline{\quad}$。
- 第 3 步(搭配):$3\times 19=\underline{\quad}$,$2\times 29=\underline{\quad}$,正好相差 $1$。
- 第 4 步(验算):$57\times 58=\underline{\quad}$。
第三套题目:两个连续自然数的乘积是 $4692$。求这两个数的和,并判断这个和是奇数还是偶数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$4692=2^2\times 3\times 17\times \underline{\quad}$。
- 第 2 步(估算定位):$68\times 68=4624<4692<4761=69\times \underline{\quad}$。
- 第 3 步(搭配):$4\times 17=\underline{\quad}$,$3\times 23=\underline{\quad}$,验算 $68\times 69=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(求和并判奇偶):$68+69=\underline{\quad}$;两个连续自然数一奇一偶,和必为奇数。
31. 【原题 ch03-xingqu-09】请将 $2,5,14,24,27,55,56,99$ 这 $8$ 个数分成两组,使得这两组数的乘积相等。
详细思路是哪类问题:这是「按质因数配平分组」类问题:把若干个数分成两组,使两组乘积相等。
关键切入点:关键在于「谁带着稀有的质因数,谁就必须分开」。两组乘积相等,说明每一个质因数在两组中出现的次数必须一样多。$5$ 与 $55$ 带因数 $5$,必须一边一个;$14$ 与 $56$ 带因数 $7$,也必须分开;$99$ 与 $27$ 分别带 $11$ 和 $3$ 的高次幂,同样要分开。这样一路配平,分组就唯一确定了。
方法概述:先分解质因数,按稀有质因数逐一配平到两边,最后验算两组乘积。
规范步骤:- 逐个分解质因数:$2,5,14=2\times 7,24=2^3\times 3,27=3^3,55=5\times 11,56=2^3\times 7,99=3^2\times 11$(拿到全部零件)
- 算总积并开方定目标:总积 $=2^8\times 3^6\times 5^2\times 7^2\times 11^2$,每组应含 $2^4\times 3^3\times 5\times 7\times 11$(两组乘积相等即各占一半)
- 按稀有质因数配平:$5$ 与 $55$ 分开;$14$ 与 $56$ 分开;$99$ 与 $27$ 分开(每个质因数两边次数相同)
- 定出分组并验算:$5\times 14\times 24\times 99=166320$,$2\times 27\times 55\times 56=166320$(两组乘积相等)
- 作答:$\{5,14,24,99\}$ 与 $\{2,27,55,56\}$
第一套题目:请将 $4,10,28,48,54,110,112,198$ 这 $8$ 个数分成两组,使得这两组数的乘积相等。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先分解质因数):$4=2^2$,$10=2\times 5$,$28=2^2\times 7$,$48=2^4\times 3$,$54=2\times 3^3$,$110=2\times 5\times \underline{\quad}$,$112=2^4\times 7$,$198=2\times 3^2\times 11$。
- 第 2 步(找稀有质因数):带因数 $5$ 的只有 $10$ 和 $110$,必须一边一个;带因数 $7$ 的只有 $28$ 和 $112$,也要分开;带因数 $11$ 的 $110$ 与 $198$ 同样分开。
- 第 3 步(配平后算第一组):取 $\{10,28,48,198\}$,$10\times 28=\underline{\quad}$,$280\times 48=\underline{\quad}$,$13440\times 198=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(算另一组验证):$\{4,54,110,112\}$,$4\times 54=216$,$216\times 110=\underline{\quad}$,$23760\times 112=\underline{\quad}$,两组相等。
第二套题目:仓库里有 $8$ 个货箱,重量(千克)分别是 $4,10,28,48,54,110,112,198$。要把它们分成两堆,使两堆各自重量的乘积相等。应该怎样分?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:先把每个重量分解质因数,$110=2\times 5\times \underline{\quad}$,其余同理。
- 第 2 步:带因数 $5$ 的只有 $10$ 和 $110$,必须分到两堆;带因数 $7$ 的 $28$ 和 $112$ 也分开;带 $11$ 的 $110$ 与 $198$ 分开。
- 第 3 步:第一堆取 $\{10,28,48,198\}$,$10\times 28=\underline{\quad}$,$280\times 48=\underline{\quad}$,$13440\times 198=\underline{\quad}$。
- 第 4 步:第二堆 $\{4,54,110,112\}$,$4\times 54=216$,$216\times 110=\underline{\quad}$,$23760\times 112=\underline{\quad}$,两堆相等。
第三套题目:请将 $6,10,22,25,45,55,70,84$ 这 $8$ 个数分成两组,使得这两组数的乘积相等。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$6=2\times 3$,$10=2\times 5$,$22=2\times 11$,$25=5^2$,$45=3^2\times 5$,$55=5\times \underline{\quad}$,$70=2\times 5\times 7$,$84=2^2\times 3\times 7$。
- 第 2 步(配平稀有质因数):带 $7$ 的只有 $70$ 和 $84$,分开;带 $11$ 的只有 $22$ 和 $55$,分开;$25$ 带两个 $5$,要与另一组的 $10$、$45$ 等配平。
- 第 3 步(算第一组):$\{6,25,55,84\}$,$6\times 25=\underline{\quad}$,$150\times 55=\underline{\quad}$,$8250\times 84=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(算第二组):$\{10,22,45,70\}$,$10\times 22=220$,$220\times 45=\underline{\quad}$,$9900\times 70=\underline{\quad}$。
第三套题目:把 $6,10,22,25,45,55,70,84$ 分成乘积相等的两组,并把每组的乘积写成质因数分解的形式。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分组):按稀有质因数 $7$($70,84$)、$11$($22,55$)分开,得 $\{6,25,55,84\}$ 与 $\{10,22,45,70\}$。
- 第 2 步(算出组积):$6\times 25\times 55\times 84=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(提出 $2$ 和 $5$):$693000$ 末尾有 $3$ 个 $0$,先提出 $10^3=2^3\times 5^3$,剩下 $693000\div 1000=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(分解 $693$):$693=3^2\times \underline{\quad}$,其中 $77=7\times \underline{\quad}$,所以组积 $=2^3\times 3^2\times 5^3\times 7\times 11$。
32. 【原题 ch03-xingqu-10】请问:算式 $1\times 2\times 3\times\cdots\times 15$ 的计算结果的末尾有几个连续的 $0$?
详细思路是哪类问题:这是「求乘积末尾连续零的个数」类问题:末尾每多一个 $0$,就意味着乘积里多一个因数 $10$。
关键切入点:关键在于把「末尾零」换成「因数 $2$ 与因数 $5$ 配对的个数」:$10=2\times 5$,一对 $2$ 和 $5$ 产生一个 $0$。在连乘 $1\times 2\times\cdots\times 15$ 里,因数 $2$ 显然比因数 $5$ 多得多(每两个数就有一个偶数),所以能配成几对完全由因数 $5$ 的个数决定,只要数 $5$ 就够了。
方法概述:只数因数 $5$ 的个数:$5$ 的倍数各出 $1$ 个,$25$ 的倍数再多出 $1$ 个。
规范步骤:- 把末尾零转化为 $2\times 5$ 的对数:$10=2\times 5$,末尾零个数 $=\min(\text{因数 }2\text{ 的个数},\ \text{因数 }5\text{ 的个数})$(配对原理)
- 数因数 $5$:$1\sim 15$ 中 $5$ 的倍数是 $5,10,15$,共 $15\div 5=3$ 个(每个各贡献一个 $5$)
- 检查有没有 $25$ 的倍数:$15<25$,没有,所以因数 $5$ 共 $3$ 个(高次幂补数)
- 比较 $2$ 的个数:$1\sim 15$ 中偶数就有 $7$ 个,因数 $2$ 远多于 $3$(取较少者)
- 作答:末尾有 $3$ 个连续的 $0$
第一套题目:请问:算式 $1\times 2\times 3\times\cdots\times 40$ 的计算结果的末尾有几个连续的 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(转化):末尾零的个数 $=$ 因数 $2$ 与因数 $5$ 能配成的对数,而因数 $2$ 远多于 $5$,所以只要数因数 \underline{\quad} 的个数。
- 第 2 步(数 $5$ 的倍数):$1\sim 40$ 中 $5$ 的倍数有 $40\div 5=\underline{\quad}$ 个,各贡献一个因数 $5$。
- 第 3 步(补上 $25$ 的倍数):$25$ 含两个 $5$,要再多算一次,$40\div 25$ 的整数部分是 \underline{\quad} 个。
- 第 4 步(合计):因数 $5$ 共 $8+1=\underline{\quad}$ 个,所以末尾有 $9$ 个 $0$。
第二套题目:计算器把 $1$ 到 $40$ 这 $40$ 个数连乘起来,屏幕上显示的结果末尾有几个连续的 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:末尾零由因数 $2$ 与 \underline{\quad} 配对产生,而因数 $2$ 更多,所以只数后者。
- 第 2 步:$1\sim 40$ 中 $5$ 的倍数有 $40\div 5=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步:$25$ 里含两个 $5$,要再补 \underline{\quad} 个。
- 第 4 步:共 $8+1=\underline{\quad}$ 个因数 $5$,末尾就是 $9$ 个 $0$。
第三套题目:请问:算式 $1\times 2\times 3\times\cdots\times 25$ 的计算结果的末尾有几个连续的 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(只数 $5$):$1\sim 25$ 中 $5$ 的倍数有 $25\div 5=\underline{\quad}$ 个。
- 第 2 步(注意 $25$ 本身):$25=5\times \underline{\quad}$,含两个因数 $5$,前面只算了一个,要再补 $1$ 个。
- 第 3 步(合计):因数 $5$ 共 $5+1=\underline{\quad}$ 个。
- 第 4 步(确认 $2$ 够用):$1\sim 25$ 中偶数有 \underline{\quad} 个,因数 $2$ 远多于 $6$,所以末尾有 $6$ 个 $0$。
第三套题目:算式 $1\times 2\times 3\times\cdots\times 50$ 的结果末尾有几个连续的 $0$?这个乘积中一共含有多少个因数 $2$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(数因数 $5$):$50\div 5=\underline{\quad}$ 个,再加 $25$ 的倍数 $50\div 25=\underline{\quad}$ 个,共 $10+2=\underline{\quad}$ 个。
- 第 2 步(末尾零):因数 $2$ 更多,所以末尾有 $12$ 个 $0$。
- 第 3 步(数因数 $2$,逐层累加):$50\div 2=25$、$50\div 4=12$、$50\div 8=6$、$50\div 16=3$、$50\div 32=\underline{\quad}$(都取整数部分)。
- 第 4 步(合计):$25+12+6+3+1=\underline{\quad}$ 个因数 $2$。
附录 · 答案
(原题答案见题库;以下为三套变式的完整填好步骤与最终答案)
- 1. ch03-chaoyue-01 · 第一套
- 第 1 步(个位规则):除 $2$ 外质数都是奇数,所以拼出的数个位只能是 $3$ 或 \underline{7}。
- 第 2 步(一位数):$3$ 和 $7$ 都是质数,共 \underline{2} 个($4$ 是偶数,不是质数)。
- 第 3 步(两位数,个位为 $3$ 或 $7$):候选是 $43,73,37,47$,都是质数,共 \underline{4} 个。
- 第 4 步(三位数):数字和 $3+4+7=\underline{14}$ 不是 $3$ 的倍数,所以要逐个判:$347,743$ 是质数,$437=19\times 23$、$473=11\times \underline{43}$ 是合数。合计 $2+4+2=\underline{8}$ 个。
最终答案:一共可以拼成 $8$ 个质数:$3,7,37,43,47,73,347,743$。 - 1. ch03-chaoyue-01 · 第二套
- 第 1 步:中奖号码是质数,个位只能是 $3$ 或 \underline{7}。
- 第 2 步(一位号码):$3$、$7$ 中奖,共 \underline{2} 个。
- 第 3 步(两位号码):$43,73,37,47$ 都是质数,共 \underline{4} 个。
- 第 4 步(三位号码):数字和 $3+4+7=\underline{14}$ 不是 $3$ 的倍数,需逐个判;$347,743$ 中奖,$473=11\times \underline{43}$ 不中。合计 $2+4+2=\underline{8}$ 个。
最终答案:共有 $8$ 个中奖号码:$3,7,37,43,47,73,347,743$。 - 1. ch03-chaoyue-01 · 第三套
- 第 1 步(一位数):$2$ 和 $3$ 是质数,$1$ 既不是质数也不是合数,共 \underline{2} 个。
- 第 2 步(两位数):个位为偶数的 $12,32$ 排除;剩下 $13,21,23,31$,其中 $21=3\times \underline{7}$ 是合数,得 $13,23,31$ 共 \underline{3} 个。
- 第 3 步(三位数):数字和 $1+2+3=\underline{6}$ 是 $3$ 的倍数,所以用满三张卡片拼出的数都能被 $3$ 整除,全是合数。
- 第 4 步(合计):$2+3=\underline{5}$ 个。
最终答案:共 $5$ 个:$2,3,13,23,31$。 - 1. ch03-chaoyue-01 · 第三套
- 第 1 步(列全):能拼成的质数是 $3,7,37,43,47,73,347,743$,共 \underline{8} 个。
- 第 2 步(一位、两位部分求和):$3+7=\underline{10}$,$37+43=\underline{80}$,$47+73=\underline{120}$。
- 第 3 步(三位部分求和):$347+743=\underline{1090}$。
- 第 4 步(合计):$10+80+120+1090=\underline{1300}$。
最终答案:这些质数的和是 $1300$。 - 2. ch03-chaoyue-02 · 第一套
- 第 1 步(找坏数字):个位是 $0,4,6,8$ 的数都是偶数,个位是 $5$ 的两位以上的数是 $5$ 的倍数,所以 $0,4,6,8$ 都不能放在个位,共 \underline{4} 个数字必须挤到十位或更高位。
- 第 2 步($0$ 更特殊):$0$ 不能单独成数,也不能作首位,只能夹在中间,所以要造一个三位数,如 $401$;验算它是质数($20\times 20=400<401<441$,试除到 $19$ 都不尽)。
- 第 3 步(安排其余坏数字):$6$ 和 $8$ 各带一个数字:$67$、$89$,都是质数,用掉 $6,7,8,9$ 共 \underline{4} 个数字。
- 第 4 步(剩下的单独成数并计数):还剩 $2,3,5$ 三个数字,都是一位质数;合计 $1+2+3=\underline{6}$ 个质数。
最终答案:最多能组成 $6$ 个质数,例如 $2,3,5,67,89,401$。 - 2. ch03-chaoyue-02 · 第二套
- 第 1 步:个位是 $0,4,6,8$ 的号码都是偶数,所以这 \underline{4} 个数字都必须放在十位或更高位。
- 第 2 步:$0$ 还不能作首位,只能夹在中间,于是造三位号码 $401$(它是质数)。
- 第 3 步:$6,8$ 各带一张卡片组成 $67$、$89$,用掉 \underline{4} 张卡片。
- 第 4 步:剩下 $2,3,5$ 各自成号码;共 $1+2+3=\underline{6}$ 个。
最终答案:最多能排出 $6$ 个号码,例如 $2,3,5,67,89,401$。 - 2. ch03-chaoyue-02 · 第三套
- 第 1 步(找坏数字):不能作个位的是 $4$ 和 \underline{6},它们必须进十位。
- 第 2 步(各带一个数字):$41$、$67$ 都是质数,用掉 $1,4,6,7$ 共 \underline{4} 个数字。
- 第 3 步(剩下的单独成数):还剩 $2,3,5$,都是一位质数,共 \underline{3} 个。
- 第 4 步(合计):$2+3=\underline{5}$ 个。
最终答案:最多能组成 $5$ 个质数,例如 $2,3,5,41,67$。 - 2. ch03-chaoyue-02 · 第三套
- 第 1 步(先定结构):要组成 $6$ 个数,$9$ 个数字只能是「$3$ 个一位数 $+$ $3$ 个两位数」,因为 $3\times 1+3\times 2=\underline{9}$ 个数字正好用完。
- 第 2 步(想清楚谁该进十位):和 $=$ 十位数字之和 $\times 10+$ 个位与一位数之和。要让和最小,就该让最小的数字去当十位;但 $4,6,8$ 必须进十位(否则那个数是偶数),它们已经占满 \underline{3} 个十位。
- 第 3 步(配个位):$4,6,8$ 各配一个数字成质数,取 $41,67,89$,剩下 $2,3,5$ 单独成数。
- 第 4 步(求和):$41+67+89=\underline{197}$,再加 $2+3+5=\underline{10}$,合计 $197+10=\underline{207}$。
最终答案:这 $6$ 个质数的和最小是 $207$(例如 $2,3,5,41,67,89$)。 - 3. ch03-chaoyue-03 · 第一套
- 第 1 步(整除性定一个质数):乘积是 $7$ 的倍数,而三个质数相乘要含因数 $7$,只能是其中一个质数就等于 \underline{7},设 $C=7$。
- 第 2 步(代入约简):$7AB=7(A+B+7)$,两边同除以 $7$ 得 $AB=A+B+\underline{7}$。
- 第 3 步(配方):两边减 $A$、减 $B$、加 $1$,得 $(A-1)(B-1)=7+1=\underline{8}$。
- 第 4 步(枚举因数对并检验):$8=1\times 8\Rightarrow A=2,B=9$,$9$ 不是质数舍去;$8=2\times 4\Rightarrow A=3,B=\underline{5}$,都是质数。验算 $3\times 5\times 7=\underline{105}$,$3+5+7=15$,$15\times 7=105$。
最终答案:这三个质数是 $3,5,7$。 - 3. ch03-chaoyue-03 · 第二套
- 第 1 步:乘积是 $7$ 的倍数,三个质数相乘要含 $7$,只能有一盒正好是 \underline{7} 颗。
- 第 2 步:设另两盒是 $A,B$ 颗,$7AB=7(A+B+7)$,约去 $7$ 得 $AB=A+B+\underline{7}$。
- 第 3 步:配方得 $(A-1)(B-1)=7+1=\underline{8}$。
- 第 4 步:$8=2\times 4$ 给出 $A=3$、$B=\underline{5}$;验算 $3\times 5\times 7=\underline{105}$(颗数之积),总数 $15$,$15\times 7=105$。
最终答案:三个盒子分别装 $3,5,7$ 颗珠子。 - 3. ch03-chaoyue-03 · 第三套
- 第 1 步(整除性):乘积是 $3$ 的倍数,故必有一个质数是 \underline{3},设 $C=3$。
- 第 2 步(代入约简):$3AB=3(A+B+3)$,约去 $3$ 得 $AB=A+B+\underline{3}$。
- 第 3 步(配方):$(A-1)(B-1)=3+1=\underline{4}$。
- 第 4 步(枚举):$4=1\times 4\Rightarrow A=2,B=\underline{5}$,都是质数且与 $3$ 互不相同;$4=2\times 2\Rightarrow A=B=3$,三数相同,不合题意。验算 $2\times 3\times 5=\underline{30}$,$2+3+5=10$,$10\times 3=30$。
最终答案:这三个质数是 $2,3,5$。 - 3. ch03-chaoyue-03 · 第三套
- 第 1 步(定一个质数):乘积含因数 $7$,故其中一个质数是 \underline{7}。
- 第 2 步(化简配方):$AB=A+B+7$,即 $(A-1)(B-1)=\underline{8}$。
- 第 3 步(求出三数):$8=2\times 4$ 给出 $A=3$、$B=\underline{5}$,故三质数是 $3,5,7$。
- 第 4 步(求平方和):$3\times 3=9$、$5\times 5=25$、$7\times 7=49$,合计 $9+25+49=\underline{83}$。
最终答案:这三个质数是 $3,5,7$,平方和为 $83$。 - 4. ch03-chaoyue-04 · 第一套
- 第 1 步(分解质因数):$900=2^2\times 3^2\times \underline{25}$,其中两个 $5$ 只能是 $5$ 或 $10$ 所带。
- 第 2 步(枚举拆法算和):如 $\{1,2,9,5,10\}$ 和为 $1+2+9+5+10=\underline{27}$;$\{2,2,9,5,5\}$ 和为 \underline{23};$\{3,3,4,5,5\}$ 和为 $20$;把所有拆法算完,可能的总环数是 $20,21,23,24,25,27,31$。
- 第 3 步(找差为 $8$ 的一对):在这些数里,$31-23=\underline{8}$,只有这一对相差 $8$。
- 第 4 步(对应到人):甲比乙少,所以甲是 $23$ 环、乙是 \underline{31} 环。
最终答案:甲的总环数是 $23$,乙的总环数是 $31$。 - 4. ch03-chaoyue-04 · 第二套
- 第 1 步:$900=2^2\times 3^2\times \underline{25}$,含因数 $5$ 的那几次得分只能是 $5$ 或 $10$。
- 第 2 步:枚举拆法求和,如 $1+2+9+5+10=\underline{27}$、$2+2+9+5+5=\underline{23}$;全部可能的总分是 $20,21,23,24,25,27,31$。
- 第 3 步:相差 $8$ 的只有 $31-23=\underline{8}$ 这一对。
- 第 4 步:小刚少,所以小刚 $23$ 分、小强 \underline{31} 分。
最终答案:小刚 $23$ 分,小强 $31$ 分。 - 4. ch03-chaoyue-04 · 第三套
- 第 1 步(分解):$900=2^2\times 3^2\times \underline{25}$。
- 第 2 步(列出全部可能的总环数):$20,21,23,24,25,27,31$,其中最小的 $20$ 来自 $\{3,3,4,5,5\}$,验算 $3\times 3\times 4\times 5\times 5=\underline{900}$,和为 $3+3+4+5+5=\underline{20}$。
- 第 3 步(找差为 $11$ 的一对):$31-20=\underline{11}$,只有这一对。
- 第 4 步(作答):甲 $20$ 环、乙 \underline{31} 环。
最终答案:甲的总环数是 $20$,乙的总环数是 $31$。 - 4. ch03-chaoyue-04 · 第三套
- 第 1 步(列出可能的和):$900=2^2\times 3^2\times 5^2$,全部可能的总环数是 $20,21,23,24,25,27,31$。
- 第 2 步(配对):相差 $8$ 的只有 $31-23=\underline{8}$,故甲 $23$ 环、乙 \underline{31} 环。
- 第 3 步(求总和):$23+31=\underline{54}$(环)。
- 第 4 步(求平均):两人共射 $5+5=10$ 箭,平均每箭 $54\div 10=\underline{5.4}$ 环。
最终答案:两人总环数之和是 $54$ 环,平均每箭 $5.4$ 环。 - 6. ch03-chaoyue-06 · 第一套
- 第 1 步(找权重):逐层相乘时,$5$ 个数被乘进最终结果的次数依次是 $1,4,6,4,$ \underline{1}(杨辉三角第 $5$ 行)。
- 第 2 步(数因数 $5$):$14\to 0$、$25\to 2$、$16\to 0$、$35\to 1$、$50\to 2$;加权求和 $0\times 1+2\times 4+0\times 6+1\times 4+2\times 1=\underline{14}$。
- 第 3 步(数因数 $2$):$14\to 1$、$25\to 0$、$16\to 4$、$35\to 0$、$50\to 1$;加权求和 $1\times 1+0\times 4+4\times 6+0\times 4+1\times 1=\underline{26}$。
- 第 4 步(取较小者):$\min(26,14)=\underline{14}$,所以末尾有 $14$ 个 $0$。
最终答案:末尾有 $14$ 个连续的 $0$。 - 6. ch03-chaoyue-06 · 第二套
- 第 1 步:每个原始得分被乘进最终结果的次数依次是 $1,4,6,4,$ \underline{1}。
- 第 2 步:各数含因数 $5$ 的个数是 $0,2,0,1,2$,加权和 $0\times 1+2\times 4+0\times 6+1\times 4+2\times 1=\underline{14}$。
- 第 3 步:各数含因数 $2$ 的个数是 $1,0,4,0,1$,加权和 $1\times 1+0\times 4+4\times 6+0\times 4+1\times 1=\underline{26}$。
- 第 4 步:末尾零个数取较小者 $\min(26,14)=\underline{14}$。
最终答案:末尾有 $14$ 个连续的 $0$。 - 6. ch03-chaoyue-06 · 第三套
- 第 1 步(权重):$1,4,6,4,$ \underline{1}。
- 第 2 步(数因数 $5$):$11\to 0$、$20\to 1$、$25\to 2$、$40\to 1$、$15\to 1$;加权和 $0\times 1+1\times 4+2\times 6+1\times 4+1\times 1=\underline{21}$。
- 第 3 步(数因数 $2$):$11\to 0$、$20\to 2$、$25\to 0$、$40\to 3$、$15\to 0$;加权和 $0\times 1+2\times 4+0\times 6+3\times 4+0\times 1=\underline{20}$。
- 第 4 步(取较小者):这次是因数 $2$ 少,$\min(21,20)=\underline{20}$。
最终答案:末尾有 $20$ 个连续的 $0$。 - 6. ch03-chaoyue-06 · 第三套
- 第 1 步(权重):$1,4,6,4,$ \underline{1}。
- 第 2 步(因数 $5$ 的总数):$0\times 1+2\times 4+0\times 6+1\times 4+2\times 1=\underline{14}$。
- 第 3 步(因数 $2$ 的总数):$1\times 1+0\times 4+4\times 6+0\times 4+1\times 1=\underline{26}$。
- 第 4 步(末尾零与差):末尾零取较小者 $14$;因数 $2$ 比因数 $5$ 多 $26-14=\underline{12}$ 个。
最终答案:末尾有 $14$ 个连续的 $0$;因数 $2$ 比因数 $5$ 多 $12$ 个。 - 7. ch03-chaoyue-07 · 第一套
- 第 1 步(配对):把相邻的两个阶乘配成一对,$(2k-1)!\times(2k)!=[(2k-1)!]^2\times 2k$,每对都能提出一个平方因子。
- 第 2 步(数对数):$180$ 个阶乘正好配成 $180\div 2=\underline{90}$ 对。
- 第 3 步(整理每对多出的 $2k$):$2\times 4\times\cdots\times 180$ 中每个因数提一个 $2$,得 $2^{90}\times(1\times 2\times\cdots\times 90)=2^{90}\times 90!$;而 $2^{90}$ 是平方数,因为指数 $90\div 2=\underline{45}$ 是整数。
- 第 4 步(找出多余的部分):不是平方数的只剩 $90!$,所以去掉的是 \underline{90} 的阶乘。
最终答案:被去掉的数是 $90!$。 - 7. ch03-chaoyue-07 · 第二套
- 第 1 步:把相邻两张配成一对,$(2k-1)!\times(2k)!=[(2k-1)!]^2\times 2k$。
- 第 2 步:$180$ 张正好配成 $180\div 2=\underline{90}$ 对。
- 第 3 步:每对多出的 $2k$ 相乘得 $2^{90}\times 90!$,其中 $2^{90}$ 是平方数(指数 $90\div 2=\underline{45}$)。
- 第 4 步:多余的只有 $90!$,所以拿走的是第 \underline{90} 张。
最终答案:拿走的是第 $90$ 张(写着 $90!$)。 - 7. ch03-chaoyue-07 · 第三套
- 第 1 步(配对):$(2k-1)!\times(2k)!=[(2k-1)!]^2\times 2k$。
- 第 2 步(数对数):$60\div 2=\underline{30}$ 对。
- 第 3 步(整理多出的部分):$2\times 4\times\cdots\times 60=2^{30}\times 30!$,其中 $2^{30}$ 是平方数(指数 $30\div 2=\underline{15}$)。
- 第 4 步(作答):多余的是 \underline{30} 的阶乘。
最终答案:去掉的是 $30!$。 - 7. ch03-chaoyue-07 · 第三套
- 第 1 步(配对):$180$ 个阶乘配成 $180\div 2=\underline{90}$ 对,每对提出一个平方因子。
- 第 2 步(整理):多出的部分是 $2\times 4\times\cdots\times 180=2^{90}\times 90!$,其中 $2^{90}$ 是平方数,所以要去掉的是 \underline{90} 的阶乘。
- 第 3 步(数 $90!$ 中因数 $5$):$90\div 5=\underline{18}$ 个,$90\div 25$ 取整得 \underline{3} 个再补。
- 第 4 步(合计末尾零):$18+3=\underline{21}$ 个。
最终答案:被去掉的是 $90!$;它的末尾有 $21$ 个连续的 $0$。 - 8. ch03-chaoyue-08 · 第一套
- 第 1 步(套公式):每个因式换成 $\dfrac{k(k+1)(2k+1)}{6}$,一共有 \underline{200} 个因式,所以分母上出现 $6^{200}$。
- 第 2 步(分子拆成三串):$(1\times 2\times\cdots\times 200)\times(2\times 3\times\cdots\times 201)\times(3\times 5\times\cdots\times 401)$,其中第一串就是 $200!$,与题目分母约掉。
- 第 3 步(逐层约分):剩下的两串与 $6^{200}=2^{200}\times 3^{200}$ 逐层抵消,最后只剩下一点点因数 $2$ 和 $3$ 没约完。
- 第 4 步(算出剩余分母):剩余的是 $2^3\times 3^3$,即 $8\times 27=\underline{216}$。
最终答案:最简分数的分母是 $216$。 - 8. ch03-chaoyue-08 · 第二套
- 第 1 步:每个 $S_k=\dfrac{k(k+1)(2k+1)}{6}$,共 \underline{200} 个,因此分母上共有 $6^{200}$。
- 第 2 步:分子拆成 $(1\times 2\times\cdots\times 200)\times(2\times 3\times\cdots\times 201)\times(3\times 5\times\cdots\times 401)$,第一串正是 $200!$,与题目分母约掉。
- 第 3 步:余下两串与 $6^{200}=2^{200}\times 3^{200}$ 逐层抵消。
- 第 4 步:最后剩下 $2^3\times 3^3=8\times 27=\underline{216}$。
最终答案:最简分数的分母是 $216$。 - 8. ch03-chaoyue-08 · 第三套
- 第 1 步(套公式):共 \underline{50} 个因式,分母上出现 $6^{50}$。
- 第 2 步(拆三串):$(1\times 2\times\cdots\times 50)\times(2\times 3\times\cdots\times 51)\times(3\times 5\times\cdots\times 101)$,第一串就是 $50!$,与题目分母约掉。
- 第 3 步(逐层约分):余下部分与 $6^{50}=2^{50}\times 3^{50}$ 抵消。
- 第 4 步(读出分母):最后剩下 $2^3\times 3=8\times 3=\underline{24}$。
最终答案:最简分数的分母是 $24$。 - 8. ch03-chaoyue-08 · 第三套
- 第 1 步(化简):共 \underline{200} 个因式,分子拆成三串后第一串与 $200!$ 约掉,余下与 $6^{200}$ 抵消。
- 第 2 步(求分母):剩余分母是 $2^3\times 3^3=8\times 27=\underline{216}$。
- 第 3 步(分解质因数):$216=2^3\times 3^3$,验算 $2\times 2\times 2\times 3\times 3\times 3=\underline{216}$。
- 第 4 步(求因数个数):各指数加 $1$ 相乘,$(3+1)\times(3+1)=\underline{16}$ 个。
最终答案:最简分数的分母是 $216=2^3\times 3^3$,它共有 $16$ 个因数。 - 9. ch03-tuozhan-01 · 第一套
- 第 1 步(定个位):三位质数的个位只能是 $1,3,7,$ \underline{9}。
- 第 2 步(定百位):颠倒后百位变成原来的个位,而百位不能是 $0$,本题百位固定为 $1$,颠倒后个位就是 $1$,符合要求。
- 第 3 步(列出 $100\sim 200$ 的质数并逐个颠倒检验):$101\to 101$、$107\to \underline{701}$、$113\to 311$、$131\to 131$、$149\to 941$、$151,157,167,179,181,191,199$ 也都合格;而 $103\to 301=7\times \underline{43}$ 是合数,$109\to 901=17\times 53$ 也是合数,都要划掉。
- 第 4 步(数一数):符合的共 \underline{12} 个。
最终答案:共 $12$ 个:$101,107,113,131,149,151,157,167,179,181,191,199$。 - 9. ch03-tuozhan-01 · 第二套
- 第 1 步:编号是质数,个位只能是 $1,3,7,$ \underline{9}。
- 第 2 步:颠倒后个位变成原来的百位 $1$,仍是奇数,可行。
- 第 3 步:逐个检验,$107\to \underline{701}$ 是质数;而 $103\to 301=7\times \underline{43}$ 是合数,划掉。
- 第 4 步:合格的编号共 \underline{12} 个。
最终答案:幸运票编号共 $12$ 个:$101,107,113,131,149,151,157,167,179,181,191,199$。 - 9. ch03-tuozhan-01 · 第三套
- 第 1 步(先找出全部):两位质数中交换后仍为质数的有 $11,13,17,31,37,71,73,79,97$,共 \underline{9} 个。
- 第 2 步(排除交换后不变的):$11$ 交换后还是 $11$,要去掉,剩下 $9-1=\underline{8}$ 个。
- 第 3 步(两两配对):$13\leftrightarrow 31$、$17\leftrightarrow 71$、$37\leftrightarrow 73$、$79\leftrightarrow \underline{97}$。
- 第 4 步(数对数):$8\div 2=\underline{4}$ 对。
最终答案:共 $8$ 个:$13,17,31,37,71,73,79,97$,正好配成 $4$ 对。 - 9. ch03-tuozhan-01 · 第三套
- 第 1 步(找全):这样的两位质数是 $11,13,17,31,37,71,73,79,97$,共 \underline{9} 个。
- 第 2 步(利用成对的特点凑整相加):$13+31=\underline{44}$,$17+71=\underline{88}$,$37+73=\underline{110}$,$79+97=\underline{176}$。
- 第 3 步(把四对相加):$44+88+110+176=\underline{418}$。
- 第 4 步(补上落单的 $11$):$418+11=\underline{429}$。
最终答案:这 $9$ 个质数是 $11,13,17,31,37,71,73,79,97$,它们的和是 $429$。 - 10. ch03-tuozhan-02 · 第一套
- 第 1 步(先卡上界):$11$ 个连续自然数中至少有 \underline{5} 个偶数($11\div 2$ 向下取整),除 $2$ 外都是合数。
- 第 2 步(再看奇数):剩下至多 $6$ 个奇数,其中必有 $3$ 的倍数、也会出现个位是 $5$ 的数,所以质数不会太多。
- 第 3 步(举例达到):取 $3\sim 13$,其中的质数是 $3,5,7,11,$ \underline{13},共 \underline{5} 个。
- 第 4 步(作答):所以 $11$ 个连续自然数中最多有 \underline{5} 个质数。
最终答案:最多有 $5$ 个,例如 $3\sim 13$ 中的 $3,5,7,11,13$。 - 10. ch03-tuozhan-02 · 第二套
- 第 1 步:$11$ 个连续号码中至少有 \underline{5} 个偶数号,除 $2$ 号外都不是质数。
- 第 2 步:剩下的奇数号里还会出现 $3$ 的倍数和个位是 $5$ 的号码。
- 第 3 步:取 $3\sim 13$ 号,质数号是 $3,5,7,11,$ \underline{13},共 \underline{5} 个。
- 第 4 步:所以最多 \underline{5} 个。
最终答案:最多 $5$ 个,例如 $3$ 号到 $13$ 号中的 $3,5,7,11,13$ 号。 - 10. ch03-tuozhan-02 · 第三套
- 第 1 步(卡上界):$7$ 个连续自然数中至少有 \underline{3} 个偶数($7\div 2$ 向下取整),除 $2$ 外都是合数。
- 第 2 步(看奇数):剩下至多 $4$ 个奇数,其中一般含有 $3$ 的倍数或 $9,15,21,25$ 这类合数。
- 第 3 步(举例):取 $1\sim 7$,质数是 $2,3,5,$ \underline{7},共 \underline{4} 个。
- 第 4 步(作答):最多 \underline{4} 个。
最终答案:最多有 $4$ 个,例如 $1\sim 7$ 中的 $2,3,5,7$。 - 10. ch03-tuozhan-02 · 第三套
- 第 1 步(从最小处试起):起点取 $1$ 时,$1\sim 11$ 中的质数是 $2,3,5,7,11$,共 \underline{5} 个,已达到 $5$;但题目要求起点最小,还要看 $1$ 是不是能再往前。自然数从 $1$ 开始,所以起点 $1$ 就是最小的。
- 第 2 步(写出这 $5$ 个质数):$2,3,5,7,$ \underline{11}。
- 第 3 步(凑整求和):$3+7=\underline{10}$,$2+11=\underline{13}$,再加 $5$。
- 第 4 步(合计):$10+13+5=\underline{28}$。
最终答案:最小起点是 $1$(即 $1\sim 11$),这 $5$ 个质数是 $2,3,5,7,11$,和为 $28$。 - 11. ch03-tuozhan-03 · 第一套
- 第 1 步(第 (1) 问先判奇偶):$55$ 是奇数,奇 $=$ 偶 $+$ 奇,所以其中一个质数必定是唯一的偶质数 \underline{2}。
- 第 2 步:另一个就是 $55-2=\underline{53}$,它是质数;两数的差为 $53-2=\underline{51}$。
- 第 3 步(第 (2) 问):$60$ 是偶数,如果三个质数都是奇数,和就是奇数,矛盾,所以必含质数 $2$,剩下两个质数的和是 $60-2=\underline{58}$。
- 第 4 步(配对):在奇质数里找和为 $58$ 的一对:$17+\underline{41}=58$,所以三个质数是 $2,17,41$。
最终答案:(1)这两个质数是 $2$ 和 $53$,差是 $51$;(2)例如 $2,17,41$。 - 11. ch03-tuozhan-03 · 第二套
- 第 1 步:$55$ 是奇数,两个质数一奇一偶,所以其中一人的张数是唯一的偶质数 \underline{2} 张。
- 第 2 步:另一人是 $55-2=\underline{53}$ 张,相差 $53-2=\underline{51}$ 张。
- 第 3 步:$60$ 是偶数,三个奇质数之和是奇数,矛盾,故必有一人是 $2$ 张,其余两人共 $60-2=\underline{58}$ 张。
- 第 4 步:$17+\underline{41}=58$,所以三人可以是 $2,17,41$ 张。
最终答案:(1)相差 $51$ 张($2$ 张与 $53$ 张);(2)例如 $2,17,41$ 张。 - 11. ch03-tuozhan-03 · 第三套
- 第 1 步(奇偶分析):$45$ 是奇数,必有一个加数是偶质数 \underline{2}。
- 第 2 步(定另一个):$45-2=\underline{43}$,用 $2,3,5$ 试除都不尽($6\times 6=36<43<49$),是质数。
- 第 3 步(求差):$43-2=\underline{41}$。
- 第 4 步(求积):$2\times 43=\underline{86}$。
最终答案:这两个质数是 $2$ 和 $43$,积是 $86$,差是 $41$。 - 11. ch03-tuozhan-03 · 第三套
- 第 1 步(奇偶分析):$85$ 是奇数,必含偶质数 \underline{2}。
- 第 2 步(定另一个):$85-2=\underline{83}$,用 $2,3,5,7$ 试除都不尽($9\times 9=81<83<100$),是质数。
- 第 3 步(求积):$2\times 83=\underline{166}$。
- 第 4 步(数因数):$166=2\times 83$ 是两个不同质数之积,因数个数 $=(1+1)\times(1+1)=\underline{4}$ 个,它们是 $1,2,83,166$。
最终答案:这两个质数是 $2$ 和 $83$,积为 $166$,共有 $4$ 个因数($1,2,83,166$)。 - 12. ch03-tuozhan-04 · 第一套
- 第 1 步($504$):连续提 $2$,$504\div 2=252\to 126\to \underline{126}$,共提出 $2^3$;再提 $3$:$63=3^2\times \underline{7}$,所以 $504=2^3\times 3^2\times 7$。
- 第 2 步($847$):$847\div 7=\underline{121}$,而 $121=11\times \underline{11}$,所以 $847=7\times 11^2$。
- 第 3 步($431$):$20\times 20=400<431<441=21\times \underline{21}$,只需用 $2,3,5,7,11,13,17,19$ 试除,全都除不尽,是质数。
- 第 4 步($20790$):末位是 $0$,先提 $2$ 和 $5$:$20790\div 10=\underline{2079}$;$2079$ 的数字和是 $18$,连续提 $3$:$2079\div 3=693\to 231\to \underline{77}$;最后 $77=7\times 11$。
最终答案:(1)$504=2^3\times 3^2\times 7$;(2)$847=7\times 11^2$;(3)$431$ 是质数;(4)$20790=2\times 3^3\times 5\times 7\times 11$。 - 12. ch03-tuozhan-04 · 第二套
- 第 1 步($504$ 个):$504\div 2=252\to 126\to \underline{126}$,共三次;再 $63=3^2\times \underline{7}$。
- 第 2 步($847$ 个):$847\div 7=\underline{121}$,$121=11\times \underline{11}$。
- 第 3 步($431$ 个):$20\times 20=400<431<441=21\times \underline{21}$,试除到 $19$ 都不尽,不能再分。
- 第 4 步($20790$ 个):先提 $10$,$20790\div 10=\underline{2079}$;再连续提 $3$:$2079\div 3=693\to 231\to \underline{77}$;最后 $77=7\times 11$。
最终答案:(1)$504=2^3\times 3^2\times 7$;(2)$847=7\times 11^2$;(3)$431$ 是质数;(4)$20790=2\times 3^3\times 5\times 7\times 11$。 - 12. ch03-tuozhan-04 · 第三套
- 第 1 步($675$):末位是 $5$,先提 $5$:$675\div 5=135$,$135\div 5=\underline{27}$;再 $27=3^3$,所以 $675=3^3\times 5^2$。
- 第 2 步($1573$):$1573\div 11=\underline{143}$,而 $143=11\times \underline{13}$,所以 $1573=11^2\times 13$。
- 第 3 步($509$):$22\times 22=484<509<529=23\times \underline{23}$,试除 $2,3,5,7,11,13,17,19$ 都不尽,是质数。
- 第 4 步($8316$):$8316\div 4=\underline{2079}$;$2079=3^3\times 77$,$77=7\times \underline{11}$,所以 $8316=2^2\times 3^3\times 7\times 11$。
最终答案:(1)$675=3^3\times 5^2$;(2)$1573=11^2\times 13$;(3)$509$ 是质数;(4)$8316=2^2\times 3^3\times 7\times 11$。 - 12. ch03-tuozhan-04 · 第三套
- 第 1 步(先提 $10$):$20790\div 10=\underline{2079}$,即 $20790=2\times 5\times 2079$。
- 第 2 步(连续提 $3$):$2079\div 3=693$,$693\div 3=231$,$231\div 3=\underline{77}$,共提出 $3^3$。
- 第 3 步(收尾):$77=7\times \underline{11}$,所以 $20790=2\times 3^3\times 5\times 7\times 11$。
- 第 4 步(因数个数公式):各指数加 $1$ 相乘,$(1+1)\times(3+1)\times(1+1)\times(1+1)\times(1+1)=\underline{64}$ 个。
最终答案:$20790=2\times 3^3\times 5\times 7\times 11$,共有 $64$ 个因数。 - 13. ch03-tuozhan-05 · 第一套
- 第 1 步(分解质因数):$360=2^3\times 3^2\times \underline{5}$,得到三块「不可拆开」的零件 $8$、$9$、$5$。
- 第 2 步(把三块分给分子和分母):分子取 $1$ 时分母 $360$;分子取 $5$ 时分母 $8\times 9=\underline{72}$;分子取 $8$ 时分母 $9\times 5=\underline{45}$;分子取 $9$ 时分母 $8\times 5=\underline{40}$。
- 第 3 步(排序):$\dfrac{1}{360}<\dfrac{5}{72}<\dfrac{8}{45}<\dfrac{9}{40}$。
- 第 4 步(取第三个并验算):第三个是 $\dfrac{8}{45}$,验算 $8\times 45=\underline{360}$,且 $8$ 与 $45$ 互质。
最终答案:第三个分数是 $\dfrac{8}{45}$。 - 13. ch03-tuozhan-05 · 第二套
- 第 1 步:$360=2^3\times 3^2\times \underline{5}$,互质要求同一个质数的次幂不能拆到两边,得零件 $8,9,5$。
- 第 2 步:宽取 $1$ 时长 $360$;宽取 $5$ 时长 $8\times 9=\underline{72}$;宽取 $8$ 时长 $9\times 5=\underline{45}$;宽取 $9$ 时长 $8\times 5=\underline{40}$。
- 第 3 步:比值从小到大是 $\dfrac{1}{360},\dfrac{5}{72},\dfrac{8}{45},\dfrac{9}{40}$。
- 第 4 步:第三个是 $\dfrac{8}{45}$,验算 $8\times 45=\underline{360}$(平方厘米)。
最终答案:第三个比值是 $\dfrac{8}{45}$。 - 13. ch03-tuozhan-05 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$84=2^2\times 3\times \underline{7}$,零件是 $4,3,7$。
- 第 2 步(分块):分子 $1$ 对分母 $84$;分子 $3$ 对分母 $4\times 7=\underline{28}$;分子 $4$ 对分母 $3\times 7=\underline{21}$;分子 $7$ 对分母 $4\times 3=\underline{12}$。
- 第 3 步(排序):$\dfrac{1}{84}<\dfrac{3}{28}<\dfrac{4}{21}<\dfrac{7}{12}$。
- 第 4 步(取第三个):$\dfrac{4}{21}$,验算 $4\times 21=\underline{84}$。
最终答案:第三个分数是 $\dfrac{4}{21}$。 - 13. ch03-tuozhan-05 · 第三套
- 第 1 步(数零件):$360=2^3\times 3^2\times 5$,共有 \underline{3} 个不同的质因数,每个质因数块只能整块地放到分子或分母。
- 第 2 步(数分法):每块有 $2$ 种去处,共 $2\times 2\times 2=\underline{8}$ 种;分子小于分母的恰好占一半,$8\div 2=\underline{4}$ 个。
- 第 3 步(排序取第三个):$\dfrac{1}{360},\dfrac{5}{72},\dfrac{8}{45},\dfrac{9}{40}$,第三个是 $\dfrac{8}{45}$。
- 第 4 步(求和):$8+45=\underline{53}$。
最终答案:这样的最简真分数共有 $4$ 个;第三个是 $\dfrac{8}{45}$,分子与分母之和为 $53$。 - 14. ch03-tuozhan-06 · 第一套
- 第 1 步(分解错积):$2646=2\times 3^3\times 7^2$,验算 $2\times 27=54$,$54\times 49=\underline{2646}$。
- 第 2 步(拼成两个两位数):可能的分法有 $27\times 98$、$42\times 63$、$49\times 54$,其中含数字 $8$ 的乘数只有 \underline{98}。
- 第 3 步(把看错的数改回):$98$ 的个位 $8$ 本应是 $5$,还原为 \underline{95}。
- 第 4 步(算正确乘积):$27\times 95=\underline{2565}$。
最终答案:正确的乘积是 $2565$(原式为 $27\times 95$)。 - 14. ch03-tuozhan-06 · 第二套
- 第 1 步(分解错误总价):$2646=2\times 3^3\times 7^2$,即 $2\times 27=54$,$54\times 49=\underline{2646}$。
- 第 2 步(拼成两个两位数):$27\times 98$、$42\times 63$、$49\times 54$ 三种,含数字 $8$ 的只有 \underline{98}。
- 第 3 步(还原):$98$ 中的 $8$ 本应是 $5$,即 \underline{95}。
- 第 4 步(算正确总价):$27\times 95=\underline{2565}$(元)。
最终答案:正确的总价是 $2565$ 元。 - 14. ch03-tuozhan-06 · 第三套
- 第 1 步(分解错积):$3038=2\times 7^2\times \underline{31}$。
- 第 2 步(拼两位数):$3038=31\times 98=49\times 62$,其中含数字 $8$ 的乘数是 \underline{98}。
- 第 3 步(还原):把 $98$ 的 $8$ 改回 $5$,得 \underline{95}。
- 第 4 步(算正确乘积):$31\times 95=\underline{2945}$。
最终答案:正确的乘积是 $2945$(原式为 $31\times 95$)。 - 14. ch03-tuozhan-06 · 第三套
- 第 1 步(还原算式):$2646=27\times 98$,含 $8$ 的乘数是 $98$,本应是 \underline{95},所以正确乘积是 $27\times 95=\underline{2565}$。
- 第 2 步(求差):$2646-2565=\underline{81}$。
- 第 3 步(解释这个差):看错使那个乘数多了 $98-95=\underline{3}$,所以乘积多出 $27\times 3=\underline{81}$,正好是另一个乘数 $27$ 的 $3$ 倍。
- 第 4 步(结论):差 $81=27\times \underline{3}$,一定是另一个乘数的倍数。
最终答案:正确乘积是 $2565$;错误乘积比它多 $81$,这个差等于另一个乘数 $27$ 的 $3$ 倍。 - 15. ch03-tuozhan-07 · 第一套
- 第 1 步(立方估算定位):$60\times 60\times 60=216000<328440<343000=70\times 70\times \underline{70}$,所以中间数在 $60$ 与 $70$ 之间。
- 第 2 步(分解质因数找大零件):$328440=2^3\times 3\times 5\times 7\times 17\times \underline{23}$,其中最大的质因数是 $23$。
- 第 3 步(用大质因数锁定):含 $23$ 且落在 $60\sim 70$ 的数只有 $23\times 3=\underline{69}$,所以中间数附近是 $69$;再看 $17$:$17\times 4=\underline{68}$,正好是 $68$。
- 第 4 步(定出三数并求和):三数为 $68,69,70$,验算 $68\times 69=4692$,$4692\times 70=\underline{328440}$;求和 $68+69+70=\underline{207}$。
最终答案:这三个连续自然数是 $68,69,70$,它们的和是 $207$。 - 15. ch03-tuozhan-07 · 第二套
- 第 1 步(估算):$60^3=216000<328440<343000=70\times 70\times \underline{70}$,所以三条棱都在 $60\sim 70$ 之间。
- 第 2 步(分解质因数):$328440=2^3\times 3\times 5\times 7\times 17\times \underline{23}$。
- 第 3 步(锁定):$23\times 3=\underline{69}$、$17\times 4=\underline{68}$,都落在区间内。
- 第 4 步(验算并求和):$68\times 69=4692$,$4692\times 70=\underline{328440}$(立方厘米);三棱之和 $68+69+70=\underline{207}$(厘米)。
最终答案:长、宽、高分别是 $70,69,68$ 厘米,和为 $207$ 厘米。 - 15. ch03-tuozhan-07 · 第三套
- 第 1 步(估算):$30\times 30\times 30=27000<32736<35937=33\times 33\times \underline{33}$,中间数在 $30\sim 33$ 之间。
- 第 2 步(分解质因数):$32736=2^5\times 3\times 11\times \underline{31}$,最大质因数是 $31$。
- 第 3 步(用 $31$ 锁定):含 $31$ 且在区间附近的只有 $31$ 本身,所以三数是 $31,32,33$;验算 $32=2^5$,$33=3\times \underline{11}$。
- 第 4 步(求和):$31+32+33=\underline{96}$。
最终答案:这三个数是 $31,32,33$,和是 $96$。 - 15. ch03-tuozhan-07 · 第三套
- 第 1 步(估算):四个连续数的积接近中间数的四次方,$30^4=810000<1413720<1500625=35^4$,所以这些数在 $30\sim 36$ 之间。
- 第 2 步(分解质因数):$1413720=2^3\times 3^3\times 5\times 7\times 11\times \underline{17}$,大质因数是 $17$。
- 第 3 步(锁定):含 $17$ 且在区间内的是 $17\times 2=\underline{34}$;相邻的还有 $3\times 11=\underline{33}$、$5\times 7=\underline{35}$、$36$。
- 第 4 步(验算并求和):$33\times 34=1122$,$35\times 36=1260$,$1122\times 1260=\underline{1413720}$;四数之和 $33+34+35+36=\underline{138}$。
最终答案:这四个数是 $33,34,35,36$,它们的和是 $138$。 - 16. ch03-tuozhan-08 · 第一套
- 第 1 步(分解质因数缩小范围):$96=2^5\times \underline{3}$,所以每枪的环数只能由 $2$ 和 $3$ 搭配而成。
- 第 2 步(枚举三数组):不超过 $10$ 的三数组只有 $\{2,6,8\}$、$\{3,4,8\}$、$\{4,4,6\}$,验算 $2\times 6\times 8=\underline{96}$。
- 第 3 步(算总环数):$2+6+8=\underline{16}$,$3+4+8=\underline{15}$,$4+4+6=\underline{14}$。
- 第 4 步(对应到人):总环数从高到低是 $16,15,14$,即甲、乙、丙;含 $3$ 环的只有 $\{3,4,8\}$,总环数 $15$,排第二,所以是乙。
最终答案:$3$ 环的那一枪是乙打的。 - 16. ch03-tuozhan-08 · 第二套
- 第 1 步:$96=2^5\times \underline{3}$,每次得分只能由 $2$、$3$ 搭配。
- 第 2 步:不超过 $10$ 的三数组只有 $\{2,6,8\}$、$\{3,4,8\}$、$\{4,4,6\}$,验算 $2\times 6\times 8=\underline{96}$。
- 第 3 步:三组总分分别是 $2+6+8=\underline{16}$、$3+4+8=\underline{15}$、$4+4+6=\underline{14}$。
- 第 4 步:含 $3$ 分的组总分是 $15$,排第二,对应乙。
最终答案:得 $3$ 分的那一次是乙投的。 - 16. ch03-tuozhan-08 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$108=2^2\times 3^3$,验算 $4\times 27=\underline{108}$。
- 第 2 步(枚举):不超过 $10$ 的三数组是 $\{2,6,9\}$、$\{3,4,9\}$、$\{3,6,6\}$。
- 第 3 步(算总环数):$2+6+9=\underline{17}$、$3+4+9=\underline{16}$、$3+6+6=\underline{15}$。
- 第 4 步(对应):含 $4$ 环的是 $\{3,4,9\}$,总环数 $16$ 排第二,所以是乙。
最终答案:$4$ 环的那一枪是乙打的。 - 16. ch03-tuozhan-08 · 第三套
- 第 1 步(枚举三数组):$108=2^2\times 3^3$,不超过 $10$ 的三数组是 $\{2,6,9\}$、$\{3,4,9\}$、$\{3,6,6\}$,验算 $2\times 6\times 9=\underline{108}$。
- 第 2 步(算总环数):$2+6+9=\underline{17}$、$3+4+9=\underline{16}$、$3+6+6=\underline{15}$。
- 第 3 步(对应到人):$17>16>15$,故甲是 $\{2,6,9\}$、乙是 $\{3,4,9\}$、丙是 $\{3,6,6\}$;含 $2$ 环的是甲。
- 第 4 步(求总和):$17+16+15=\underline{48}$。
最终答案:$2$ 环的那一枪是甲打的;三人总环数之和是 $48$。 - 17. ch03-tuozhan-09 · 第一套
- 第 1 步(分解已知的数):$1875=3\times 5^4$,含 \underline{4} 个因数 $5$、$0$ 个因数 $2$;$2464=2^5\times 7\times 11$,含 \underline{5} 个因数 $2$、$0$ 个因数 $5$。
- 第 2 步(算因数 $5$ 的缺口):要 $6$ 个,现有 $4$ 个,还差 $6-4=\underline{2}$ 个。
- 第 3 步(算因数 $2$ 的缺口):要 $6$ 个,现有 $5$ 个,还差 $6-5=\underline{1}$ 个。
- 第 4 步(补最小的数):方框至少含 $5^2\times 2=25\times 2=\underline{50}$,所以最小填 $50$。
最终答案:方框内最小填 $50$。 - 17. ch03-tuozhan-09 · 第二套
- 第 1 步:$1875=3\times 5^4$,含 \underline{4} 个因数 $5$;$2464=2^5\times 7\times 11$,含 \underline{5} 个因数 $2$。
- 第 2 步:因数 $5$ 还差 $6-4=\underline{2}$ 个。
- 第 3 步:因数 $2$ 还差 $6-5=\underline{1}$ 个。
- 第 4 步:方框最小填 $25\times 2=\underline{50}$(件)。
最终答案:方框里最小填 $50$。 - 17. ch03-tuozhan-09 · 第三套
- 第 1 步(分解):$2250=2\times 3^2\times 5^3$,含 $1$ 个因数 $2$、\underline{3} 个因数 $5$;$448=2^6\times 7$,含 \underline{6} 个因数 $2$。
- 第 2 步(清点):因数 $2$ 共 $1+6=\underline{7}$ 个,已经超过 $5$ 个,不用补。
- 第 3 步(算 $5$ 的缺口):要 $5$ 个,现有 $3$ 个,还差 $5-3=\underline{2}$ 个。
- 第 4 步(补最小的数):方框至少含 $5\times 5=\underline{25}$。
最终答案:方框内最小填 $25$。 - 17. ch03-tuozhan-09 · 第三套
- 第 1 步(清点):$1875$ 提供 \underline{4} 个因数 $5$,$2464$ 提供 \underline{5} 个因数 $2$。
- 第 2 步(算缺口):因数 $5$ 差 $6-4=\underline{2}$ 个,因数 $2$ 差 $6-5=\underline{1}$ 个,所以方框必须是 $5^2\times 2=50$ 的倍数。
- 第 3 步(最小):最小就取这个缺口本身 $25\times 2=\underline{50}$。
- 第 4 步(第二小):下一个 $50$ 的倍数是 $50\times 2=\underline{100}$(中间的 $75$ 虽含两个 $5$ 却不含因数 $2$,不合格)。
最终答案:最小填 $50$,第二小填 $100$。 - 18. ch03-tuozhan-10 · 第一套
- 第 1 步(第 (1) 问,分层数 $5$):$60\div 5=\underline{12}$ 个,$60\div 25$ 取整得 \underline{2} 个,共 $12+2=\underline{14}$ 个,所以末尾有 $14$ 个 $0$。
- 第 2 步(第 (2) 问,先数 $1\sim 200$):$200\div 5=\underline{40}$、$200\div 25=\underline{8}$、$200\div 125$ 取整得 $1$。
- 第 3 步(合计大段):$40+8+1=\underline{49}$ 个因数 $5$。
- 第 4 步(大段减小段):$49-14=\underline{35}$ 个,所以 $61\sim 200$ 连乘末尾有 $35$ 个 $0$。
最终答案:(1)末尾有 $14$ 个连续的 $0$;(2)末尾有 $35$ 个连续的 $0$。 - 18. ch03-tuozhan-10 · 第二套
- 第 1 步:$60\div 5=\underline{12}$、$60\div 25$ 取整得 \underline{2},共 $12+2=\underline{14}$ 个因数 $5$,第一次结果末尾 $14$ 个 $0$。
- 第 2 步:$200\div 5=\underline{40}$、$200\div 25=\underline{8}$、$200\div 125$ 取整得 $1$。
- 第 3 步:$1\sim 200$ 共 $40+8+1=\underline{49}$ 个因数 $5$。
- 第 4 步:$61\sim 200$ 的个数 $=49-14=\underline{35}$,即末尾 $35$ 个 $0$。
最终答案:第一次末尾有 $14$ 个 $0$,第二次末尾有 $35$ 个 $0$。 - 18. ch03-tuozhan-10 · 第三套
- 第 1 步(数 $5$ 的倍数):$45\div 5=\underline{9}$ 个。
- 第 2 步(补 $25$ 的倍数):$45$ 以内 $25$ 的倍数只有 $25$ 一个,再补 \underline{1} 个。
- 第 3 步(合计):因数 $5$ 共 $9+1=\underline{10}$ 个。
- 第 4 步(确认 $2$ 够):$45$ 以内偶数有 \underline{22} 个,因数 $2$ 远多于 $10$,末尾就是 $10$ 个 $0$。
最终答案:末尾有 $10$ 个连续的 $0$。 - 18. ch03-tuozhan-10 · 第三套
- 第 1 步(数因数 $5$):$200\div 5=40$、$200\div 25=8$、$200\div 125$ 取整得 $1$,共 $40+8+1=\underline{49}$ 个,末尾有 $49$ 个 $0$。
- 第 2 步(数因数 $2$,逐层取整):$200\div 2=100$、$200\div 4=50$、$200\div 8=25$、$200\div 16=\underline{12}$(取整)、$200\div 32=6$。
- 第 3 步(继续到底):$200\div 64=3$、$200\div 128=\underline{1}$(取整)。
- 第 4 步(合计):$100+50+25+12+6+3+1=\underline{197}$ 个因数 $2$。
最终答案:末尾有 $49$ 个连续的 $0$;乘积中含有 $197$ 个因数 $2$。 - 19. ch03-tuozhan-11 · 第一套
- 第 1 步(分工):两个连续数一奇一偶,因数 $5$ 只能来自其中一个,因数 $2$ 只能来自另一个。
- 第 2 步(找三位数里 $5$ 的最高次幂):$5^4=\underline{625}$ 是三位数,$5^5=3125$ 已是四位数,所以含 $5$ 的那个数最多提供 \underline{4} 个因数 $5$。
- 第 3 步(看邻居提供多少个 $2$):$625$ 的邻居 $624=2^4\times 39$,提供 \underline{4} 个因数 $2$。
- 第 4 步(配对取较少者并验算):$\min(4,4)=4$,$624\times 625=\underline{390000}$,末尾恰有 $4$ 个 $0$。
最终答案:最多有 $4$ 个连续的 $0$(例如 $624\times 625=390000$)。 - 19. ch03-tuozhan-11 · 第二套
- 第 1 步:相邻两个编号一奇一偶,因数 $5$ 只来自其中一个,因数 $2$ 只来自另一个。
- 第 2 步:三位数中 $5$ 的最高次幂是 $5^4=\underline{625}$,最多提供 \underline{4} 个因数 $5$。
- 第 3 步:$624=2^4\times 39$,提供 \underline{4} 个因数 $2$。
- 第 4 步:$624\times 625=\underline{390000}$,末尾有 $4$ 个 $0$。
最终答案:最多有 $4$ 个连续的 $0$。 - 19. ch03-tuozhan-11 · 第三套
- 第 1 步(找四位数里 $5$ 的最高次幂):$5^5=\underline{3125}$ 是四位数,$5^6=15625$ 已是五位数,所以最多提供 \underline{5} 个因数 $5$。
- 第 2 步(挑合适的倍数):$3\times 3125=\underline{9375}$ 仍是四位数,且它是奇数,邻居必是偶数。
- 第 3 步(看邻居的因数 $2$):$9376=2^5\times 293$,提供 \underline{5} 个因数 $2$。
- 第 4 步(取较少者):$\min(5,5)=\underline{5}$,所以末尾最多 $5$ 个 $0$。
最终答案:最多有 $5$ 个连续的 $0$(例如 $9375\times 9376$)。 - 19. ch03-tuozhan-11 · 第三套
- 第 1 步(分工分析):因数 $5$ 全在一个数里,因数 $2$ 全在另一个(偶)数里。
- 第 2 步(定含 $5$ 的数):三位数里 $5^4=\underline{625}$ 提供 \underline{4} 个因数 $5$,是最多的。
- 第 3 步(定邻居):$625$ 的两个邻居是 $624$ 和 $626$;$624=2^4\times 39$ 提供 $4$ 个 $2$,而 $626=2\times 313$ 只提供 \underline{1} 个,所以取 $624$。
- 第 4 步(算乘积):$624\times 625=\underline{390000}$,末尾 $4$ 个 $0$。
最终答案:最多有 $4$ 个连续的 $0$,这两个数是 $624$ 和 $625$,乘积为 $390000$。 - 20. ch03-tuozhan-12 · 第一套
- 第 1 步(转化):末尾 $20$ 个 $0$ 就是要有 $20$ 个因数 \underline{5}(因数 $2$ 一定够)。
- 第 2 步(先数到 $75$):$75\div 5=\underline{15}$ 个,其中 $25,50,75$ 各再多贡献 $1$ 个,共 $15+3=\underline{18}$ 个。
- 第 3 步(还差多少):$20-18=\underline{2}$ 个。
- 第 4 步(继续往上乘):$80$ 提供 $1$ 个(共 $19$ 个),$85=5\times \underline{17}$ 再提供 $1$ 个,累计正好 $20$ 个。
最终答案:乘积中出现的最大自然数最小是 $85$。 - 20. ch03-tuozhan-12 · 第二套
- 第 1 步:末尾 $20$ 个 $0$ 即需要 $20$ 个因数 \underline{5}。
- 第 2 步:数到 $75$ 号时,$75\div 5=\underline{15}$ 个,加上 $25,50,75$ 各多的 $1$ 个,共 $15+3=\underline{18}$ 个。
- 第 3 步:还差 $20-18=\underline{2}$ 个。
- 第 4 步:$80$ 号补 $1$ 个,$85=5\times \underline{17}$ 号再补 $1$ 个,正好 $20$ 个。
最终答案:他最少要乘到 $85$ 号。 - 20. ch03-tuozhan-12 · 第三套
- 第 1 步(转化):要有 $10$ 个因数 \underline{5}。
- 第 2 步(数到 $40$):$40\div 5=\underline{8}$ 个,$25$ 再多 $1$ 个,共 $8+1=\underline{9}$ 个。
- 第 3 步(缺口):$10-9=\underline{1}$ 个。
- 第 4 步(补上):下一个 $5$ 的倍数是 $45=5\times \underline{9}$,提供第 $10$ 个因数 $5$。
最终答案:乘积中出现的最大自然数最小是 $45$。 - 20. ch03-tuozhan-12 · 第三套
- 第 1 步(第 (1) 问,数到 $100$):$100\div 5=20$ 个,$100\div 25=\underline{4}$ 个再补,共 $20+4=\underline{24}$ 个。
- 第 2 步(补足缺口):还差 $25-24=\underline{1}$ 个,下一个 $5$ 的倍数是 $105=5\times \underline{21}$,正好补上。
- 第 3 步(第 (2) 问,看跳跃):数到 $24$ 时因数 $5$ 有 $24\div 5$ 取整 $=\underline{4}$ 个;再乘进 $25=5^2$,一次就多 $2$ 个,变成 $4+2=\underline{6}$ 个。
- 第 4 步(结论):个数从 $4$ 直接跳到 $6$,跳过了 $5$,所以末尾不可能恰好有 $5$ 个 $0$。
最终答案:(1)最大自然数最小是 $105$;(2)不可能,因为乘进 $25$ 时因数 $5$ 的个数从 $4$ 直接跳到 $6$,跳过了 $5$。 - 21. ch03-tuozhan-13 · 第一套
- 第 1 步(分解质因数):$1512=2^3\times 3^3\times \underline{7}$。
- 第 2 步(看指数奇偶):$2$ 的指数是 $3$、$3$ 的指数是 $3$、$7$ 的指数是 $1$,全是奇数,每个都要再补一个。
- 第 3 步(算最小乘数):$2\times 3\times 7=\underline{42}$。
- 第 4 步(算乘积并开平方):$1512\times 42=\underline{63504}$;补完后指数是 $4,4,2$,各取一半得底数 $2^2\times 3^2\times 7=\underline{252}$,即 $252$ 的平方。
最终答案:至少要乘 $42$;乘积 $63504$ 是 $252$ 的平方。 - 21. ch03-tuozhan-13 · 第二套
- 第 1 步(分解质因数):$1512=2^3\times 3^3\times \underline{7}$。
- 第 2 步(正方形的条件):总块数是平方数,即各质因数指数都要成偶数;现在三个指数 $3,3,1$ 都是奇数。
- 第 3 步(算最小倍数):每个质因数各补一个,$2\times 3\times 7=\underline{42}$。
- 第 4 步(算总块数与边长):$1512\times 42=\underline{63504}$ 块,边长为 $2^2\times 3^2\times 7=\underline{252}$ 块。
最终答案:倍数最小是 $42$;正方形每边有 $252$ 块(共 $63504$ 块)。 - 21. ch03-tuozhan-13 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$600=2^3\times 3\times 5^2$,验算 $8\times 3\times 25=\underline{600}$。
- 第 2 步(挑出奇指数):$5$ 的指数已经是偶数 $2$,不用管;只有 $2$(指数 $3$)和 $3$(指数 $1$)要补。
- 第 3 步(算最小乘数):$2\times 3=\underline{6}$。
- 第 4 步(求乘积与底数):$600\times 6=\underline{3600}$,指数变成 $4,2,2$,各取一半得 $2^2\times 3\times 5=\underline{60}$。
最终答案:至少要乘 $6$;乘积 $3600$ 是 $60$ 的平方。 - 21. ch03-tuozhan-13 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$1512=2^3\times 3^3\times \underline{7}$。
- 第 2 步(立方数的条件):各质因数的指数都必须是 $3$ 的倍数。$2$ 和 $3$ 的指数已经是 $3$,只有 $7$ 的指数 $1$ 不够,还差 $3-1=\underline{2}$。
- 第 3 步(算最小乘数):要补两个 $7$,即 $7\times 7=\underline{49}$。
- 第 4 步(求乘积与底数):$1512\times 49=\underline{74088}$,指数变成 $3,3,3$,各取三分之一得 $2\times 3\times 7=\underline{42}$,即 $42$ 的立方。
最终答案:至少要乘 $49$;乘积 $74088$ 是 $42$ 的立方。 - 22. ch03-tuozhan-14 · 第一套
- 第 1 步(第 (1) 问分解):$84=2^2\times 3\times \underline{7}$,指数为奇数的是 $3$ 和 $7$,所以乘数必须含 $3\times 7=\underline{21}$,形如 $21\times k^2$。
- 第 2 步(用三位数卡):$k=1$ 得 $21$、$k=2$ 得 $84$,都不是三位数;$k=3$ 得 $21\times 9=\underline{189}$,是最小的三位数解。验算 $84\times 189=\underline{15876}=126^2$。
- 第 3 步(第 (2) 问分解):$108=2^2\times 3^3$,立方数要求指数都是 $3$ 的倍数;$3$ 的指数已是 $3$,$2$ 的指数要从 $2$ 补到 $3$,所以乘数形如 $2\times a^3$。
- 第 4 步(卡范围):$2a^3\leqslant 999$ 得 $a^3\leqslant 499$,故 $a=4,5,6,7$,对应 $128,250,432,686$,共 \underline{4} 个。
最终答案:(1)最小的三位数是 $189$($84\times 189=15876=126^2$);(2)共有 $4$ 个:$128,250,432,686$。 - 22. ch03-tuozhan-14 · 第二套
- 第 1 步:$84=2^2\times 3\times \underline{7}$,要成平方数须含 $3\times 7=\underline{21}$,每箱块数形如 $21\times k^2$。
- 第 2 步:$k=3$ 时 $21\times 9=\underline{189}$(块),是最小的三位数;验算 $84\times 189=\underline{15876}$(块)$=126^2$。
- 第 3 步:$108=2^2\times 3^3$,要成立方数须补一个 $2$,每箱块数形如 $2\times a^3$。
- 第 4 步:$2a^3\leqslant 999$ 得 $a=4,5,6,7$,即 $128,250,432,686$ 块,共 \underline{4} 种。
最终答案:(1)每箱最少 $189$ 块;(2)共有 $4$ 种:$128,250,432,686$ 块。 - 22. ch03-tuozhan-14 · 第三套
- 第 1 步(第 (1) 问):$90=2\times 3^2\times \underline{5}$,指数为奇数的是 $2$ 和 $5$,乘数形如 $10\times k^2$。
- 第 2 步(卡三位数):$k=1,2,3$ 分别得 $10,40,90$ 都不够;$k=4$ 得 $10\times 16=\underline{160}$,验算 $90\times 160=\underline{14400}=120^2$。
- 第 3 步(第 (2) 问):$40=2^3\times 5$,$2$ 的指数已是 $3$,$5$ 的指数要从 $1$ 补到 $3$,所以乘数形如 $5^2\times a^3=25a^3$。
- 第 4 步(卡范围):$25a^3\leqslant 999$ 得 $a^3\leqslant 39$,故 $a=1,2,3$,对应 $25,200,675$;其中三位数只有 $200$ 和 $675$,共 \underline{2} 个。
最终答案:(1)最小的三位数是 $160$($90\times 160=14400=120^2$);(2)共有 $2$ 个:$200$ 和 $675$。 - 22. ch03-tuozhan-14 · 第三套
- 第 1 步(分解并写出乘数形式):$108=2^2\times 3^3$,$3$ 的指数已是 $3$ 的倍数,只需把 $2$ 的指数从 $2$ 补到 $3$,故乘数形如 $2\times a^3$。
- 第 2 步(卡三位数范围):$2a^3\leqslant 999$ 得 $a^3\leqslant 499$;又要 $2a^3\geqslant 100$,得 $a\geqslant 4$,所以 $a=4,5,6,$ \underline{7}。
- 第 3 步(算出这些三位数):$2\times 64=\underline{128}$、$2\times 125=\underline{250}$、$2\times 216=\underline{432}$、$2\times 343=\underline{686}$。
- 第 4 步(求和):$128+250+432+686=\underline{1496}$。
最终答案:共有 $4$ 个:$128,250,432,686$,它们的和是 $1496$。 - 23. ch03-xingqu-01 · 第一套
- 第 1 步(想清楚要用哪些筛子):若 $n<100$ 是合数,它必有一个不超过 $\sqrt{100}=10$ 的质因数,所以只要用 $2,3,5,$ \underline{7} 这几个质数去试除就够了。
- 第 2 步(分段数):$10$ 以内的质数是 $2,3,5,7$,共 \underline{4} 个。
- 第 3 步:$10$ 到 $50$ 之间的质数是 $11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47$,共 \underline{11} 个。
- 第 4 步:$50$ 到 $100$ 之间的质数是 $53,59,61,67,71,73,79,83,89,97$,共 \underline{10} 个。
- 第 5 步(合计):$4+11+10=\underline{25}$ 个。
最终答案:$100$ 以内共有 $25$ 个质数:$2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47,53,59,61,67,71,73,79,83,89,97$。 - 23. ch03-xingqu-01 · 第二套
- 第 1 步(把「贴标签」翻译成「找质数」):编号 $n\leqslant 100$,只需用不超过 $\sqrt{100}=10$ 的质数 $2,3,5,$ \underline{7} 试除。
- 第 2 步:$10$ 以内要贴的编号是 $2,3,5,7$,共 \underline{4} 张。
- 第 3 步:$10\sim 50$ 要贴的编号共 \underline{11} 张。
- 第 4 步:$50\sim 100$ 要贴的编号共 \underline{10} 张。
- 第 5 步:一共 $4+11+10=\underline{25}$ 张标签。
最终答案:共贴 $25$ 张标签,编号为 $2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47,53,59,61,67,71,73,79,83,89,97$。 - 23. ch03-xingqu-01 · 第三套
- 第 1 步(定筛子):$150<169=13\times 13$,所以只要用不超过 $12$ 的质数 $2,3,5,7,$ \underline{11} 试除。
- 第 2 步(先粗筛):$100\sim 150$ 中的偶数、个位是 $5$ 的数全部划掉,剩下个位为 $1,3,7,9$ 的数。
- 第 3 步(再细筛):划掉 $3$ 的倍数(如 $111,117,123,129,141,147$)、$7$ 的倍数($119,133$)、$11$ 的倍数($121,143$)、$13$ 的倍数($143$ 已划)。
- 第 4 步:剩下 $101,103,107,109,113,127,131,137,139,149$,共 \underline{10} 个。
最终答案:$100$ 到 $150$ 之间的质数是 $101,103,107,109,113,127,131,137,139,149$,共 $10$ 个。 - 23. ch03-xingqu-01 · 第三套
- 第 1 步(先有质数表):$100$ 以内的质数共 \underline{25} 个,$2,3,5,7,11,\cdots,97$。
- 第 2 步(找相差 $2$ 的相邻两项):$(3,5)$、$(5,7)$、$(11,13)$、$(17,19)$、$(29,31)$、$(41,43)$、$(59,61)$、$(71,73)$,共 \underline{8} 对。
- 第 3 步(注意 $97$ 后面):$97+2=99=9\times \underline{11}$ 是合数,所以 $97$ 不在孪生对中,最大的一对是 $(71,73)$。
- 第 4 步:最大一对之和 $71+73=\underline{144}$。
最终答案:$100$ 以内共有 $8$ 对孪生质数,最大的一对是 $71$ 和 $73$,其和为 $144$。 - 24. ch03-xingqu-02 · 第一套
- 第 1 步(先判断奇偶):$24$ 是偶数,两个加数可以都是奇质数。从小到大试:$24-5=\underline{19}$、$24-7=\underline{17}$、$24-11=\underline{13}$,它们都是质数。
- 第 2 步:$33$ 是奇数,奇数 $=$ 偶 $+$ 奇,所以两个质数中必有一个是唯一的偶质数 \underline{2}。
- 第 3 步:另一个就被确定为 $33-2=\underline{31}$,它是质数,所以 $33=2+31$。
- 第 4 步:$35$ 也是奇数,同理另一个必须是 $35-2=\underline{33}$;但 $33=3\times \underline{11}$ 是合数,唯一候选被排除。
最终答案:(1)$24=5+19=7+17=11+13$;(2)$33=2+31$;(3)不存在($35-2=33$ 是合数)。 - 24. ch03-xingqu-02 · 第二套
- 第 1 步:$24$ 颗是偶数,两袋都可以是奇质数:$24-5=\underline{19}$、$24-7=\underline{17}$、$24-11=\underline{13}$(颗)。
- 第 2 步:$33$ 颗是奇数,必有一袋是唯一的偶质数 \underline{2} 颗。
- 第 3 步:另一袋 $33-2=\underline{31}$(颗),是质数,可行。
- 第 4 步:$35$ 颗时另一袋应是 $35-2=\underline{33}$(颗),但 $33=3\times \underline{11}$ 是合数,所以装不成。
最终答案:(1)$5$ 和 $19$、$7$ 和 $17$、$11$ 和 $13$;(2)$2$ 和 $31$;(3)不存在。 - 24. ch03-xingqu-02 · 第三套
- 第 1 步(奇偶分析):$40$ 是偶数。若含偶质数 $2$,另一个是 $40-2=\underline{38}$,而 $38=2\times 19$ 是合数,所以两个加数只能都是奇质数。
- 第 2 步(从小的奇质数逐个试):$40-3=\underline{37}$ 是质数;$40-7=33$、$40-13=27$ 都是合数。
- 第 3 步:继续试 $40-11=\underline{29}$、$40-17=\underline{23}$,都是质数。
- 第 4 步:因为 $20$ 以后会重复,共得 \underline{3} 种写法。
最终答案:共 $3$ 种:$40=3+37=11+29=17+23$。 - 24. ch03-xingqu-02 · 第三套
- 第 1 步(奇偶分析):$30$ 是偶数;若含 $2$,另一个是 $30-2=\underline{28}$,而 $28$ 是合数,所以两个都是奇质数。
- 第 2 步(枚举全部拆法):$30=7+\underline{23}=11+\underline{19}=13+\underline{17}$。
- 第 3 步(比较乘积):和一定时,两数越接近乘积越大,所以先算最接近的一组 $13\times 17=\underline{221}$。
- 第 4 步(验证):$11\times 19=\underline{209}$、$7\times 23=\underline{161}$,都比它小,所以最大乘积是 $221$。
最终答案:最大乘积是 $13\times 17=221$。 - 25. ch03-xingqu-03 · 第一套
- 第 1 步(转化思路):要让一段连续整数里一个质数也没有,就要把它塞进两个相邻质数之间的「空档」。所以要找间隔至少是 $14$ 的相邻质数。
- 第 2 步(找这对质数):$113$ 与 $127$ 是相邻质数,中间夹着 $127-113-1=\underline{13}$ 个自然数,正好够。
- 第 3 步(写出这段数):从 $113+1=\underline{114}$ 一直到 $127-1=\underline{126}$。
- 第 4 步(逐个说明是合数):如 $114=2\times \underline{57}$、$119=7\times \underline{17}$、$121=11\times \underline{11}$、$125=5\times \underline{25}$,其余的也都能分解。
最终答案:反例:$114,115,116,\cdots,126$ 这 $13$ 个连续整数全是合数。 - 25. ch03-xingqu-03 · 第二套
- 第 1 步:要让这 $13$ 天的编号都不是质数,就把它们放进两个相邻质数之间的空档里。
- 第 2 步:$113$ 与 $127$ 是相邻质数,中间空出 $127-113-1=\underline{13}$ 个编号。
- 第 3 步:这些编号从 $113+1=\underline{114}$ 号到 $127-1=\underline{126}$ 号。
- 第 4 步:逐个检验,如 $114=2\times \underline{57}$、$119=7\times \underline{17}$、$121=11\times \underline{11}$、$125=5\times \underline{25}$,全是合数。
最终答案:从第 $114$ 天到第 $126$ 天这 $13$ 天的编号全是合数,老师的说法错误。 - 25. ch03-xingqu-03 · 第三套
- 第 1 步(思路):要找最小的一段,就从小往大看相邻质数的间隔,第一次出现间隔 $\geqslant 6$ 的地方就是答案。
- 第 2 步(逐对看):$13,17$ 之间只有 $17-13-1=\underline{3}$ 个数,不够;$23,29$ 之间有 $29-23-1=\underline{5}$ 个数,够了。
- 第 3 步(写出这段数):从 $23+1=\underline{24}$ 到 $29-1=\underline{28}$。
- 第 4 步(验证都是合数):$24=2\times 12$、$25=5\times \underline{5}$、$26=2\times 13$、$27=3\times \underline{9}$、$28=4\times 7$。
最终答案:最小的一段是 $24,25,26,27,28$,它们全是合数。 - 25. ch03-xingqu-03 · 第三套
- 第 1 步(先列质数表):$100$ 以内共有 \underline{25} 个质数。
- 第 2 步(逐对求差找最大):常见的大间隔有 $29-23=6$、$97-89=\underline{8}$,其中最大的是 $8$。
- 第 3 步(算中间夹几个数):$97-89-1=\underline{7}$ 个连续合数,即 $90\sim 96$。
- 第 4 步(求和,用首尾配对):$(90+96)\times 7\div 2=\underline{651}$。
最终答案:最大差是 $8$($89$ 与 $97$);中间夹着 $7$ 个连续合数 $90\sim 96$,它们的和是 $651$。 - 26. ch03-xingqu-04 · 第一套
- 第 1 步(先排除小首项):公差 $30$ 是 $2,3,5$ 的倍数。若首项取 $2$,各项全是偶数;取 $3$ 则各项全是 \underline{3} 的倍数;取 $5$ 则各项全是 $5$ 的倍数。所以首项至少从下一个质数开始试。
- 第 2 步(试首项 $7$):逐项加 $30$,得 $7$、$7+30=\underline{37}$、$37+30=\underline{67}$。
- 第 3 步(继续):$67+30=\underline{97}$、$97+30=\underline{127}$。
- 第 4 步(逐项验质):$127$ 用 $2,3,5,7,11$ 试除都除不尽($11\times 11=121<127<169$),是质数;其余四项也都是质数。
最终答案:$7,37,67,97,127$(公差为 $30$,五项都是质数)。 - 26. ch03-xingqu-04 · 第二套
- 第 1 步:编号相隔 $30$,而 $30$ 是 $2,3,5$ 的倍数。首项若是 $2$ 各项全是偶数;若是 $3$ 各项全是 \underline{3} 的倍数;若是 $5$ 各项全是 $5$ 的倍数,都不行。
- 第 2 步(从 $7$ 号试起):$7+30=\underline{37}$、$37+30=\underline{67}$。
- 第 3 步:$67+30=\underline{97}$、$97+30=\underline{127}$。
- 第 4 步:这五个编号都是质数,符合要求。
最终答案:编号为 $7,37,67,97,127$ 的五个储物柜。 - 26. ch03-xingqu-04 · 第三套
- 第 1 步(分析公差):$42=2\times 3\times \underline{7}$,是 $2,3,7$ 的倍数,所以首项不能取 $2,3,7$。
- 第 2 步(试首项 $5$):$5+42=\underline{47}$、$47+42=\underline{89}$。
- 第 3 步:$89+42=\underline{131}$、$131+42=\underline{173}$。
- 第 4 步(验最大的一项):$173$ 用不超过 $13$ 的质数试除都不整除($13\times 13=169<173$),是质数。
最终答案:$5,47,89,131,173$(公差为 $42$,五项都是质数)。 - 26. ch03-xingqu-04 · 第三套
- 第 1 步(排除首项):公差 $8$ 是偶数,若首项是奇质数则三项都是奇数,可行;若首项是 $2$,第二项 $2+8=\underline{10}$ 是合数,排除。
- 第 2 步(从 $3$ 试起):$3+8=\underline{11}$、$11+8=\underline{19}$,三项都是质数。
- 第 3 步(先乘前两项):$3\times 11=\underline{33}$。
- 第 4 步(再乘末项):$33\times 19=\underline{627}$。
最终答案:这三个质数是 $3,11,19$,乘积为 $627$。 - 27. ch03-xingqu-05 · 第一套
- 第 1 步($224$ 先提 $2$):$224\div 2=112$,$112\div 2=56$,$56\div 2=28$,$28\div 2=14$,$14\div 2=\underline{7}$,商是质数,停。
- 第 2 步(数一数除了几次 $2$):一共除了 \underline{5} 次,所以 $224=2^5\times 7$,验算 $32\times 7=\underline{224}$。
- 第 3 步($1073$ 是奇数):$2,3,5,7,11,13,17,19,23$ 都试不尽,试到 $29$ 时 $1073\div 29=\underline{37}$,而 $37$ 是质数。
- 第 4 步(判断 $307$):$17\times 17=289<307<324=18\times \underline{18}$,所以只需用 $2,3,5,7,11,13,17$ 试除,全都除不尽。
最终答案:(1)$224=2^5\times 7$;(2)$1073=29\times 37$;(3)$307$ 是质数。 - 27. ch03-xingqu-05 · 第二套
- 第 1 步:$224$ 是偶数,连续除以 $2$:$224\div 2=112\to 56\to 28\to 14\to \underline{7}$。
- 第 2 步:共除了 \underline{5} 次 $2$,所以 $224=2^5\times 7$,验算 $32\times 7=\underline{224}$(颗)。
- 第 3 步:$1073$ 是奇数,试除到 $29$ 时 $1073\div 29=\underline{37}$。
- 第 4 步:$307$ 只需试除到 $17$(因为 $17\times 17=289<307<324=18\times \underline{18}$),全不整除,所以不能再分。
最终答案:(1)$224=2^5\times 7$;(2)$1073=29\times 37$;(3)$307$ 是质数,无法再分解。 - 27. ch03-xingqu-05 · 第三套
- 第 1 步($1296$ 先提 $2$):$1296\div 2=648\to 324\to 162\to \underline{81}$,共除了 $4$ 次 $2$。
- 第 2 步(剩下的 $81$ 提 $3$):$81=3\times 3\times 3\times \underline{3}$,所以 $1296=2^4\times 3^4$,验算 $16\times 81=\underline{1296}$。
- 第 3 步($2431$):$2431\div 11=\underline{221}$,再把 $221$ 分解为 $13\times \underline{17}$。
- 第 4 步($401$):$20\times 20=400<401<441=21\times 21$,用 $2,3,5,7,11,13,17,19$ 试除都不尽,是质数。
最终答案:(1)$1296=2^4\times 3^4$;(2)$2431=11\times 13\times 17$;(3)$401$ 是质数。 - 27. ch03-xingqu-05 · 第三套
- 第 1 步(提 $2$):$8820\div 2=4410$,$4410\div 2=\underline{2205}$,共提出 $2^2$。
- 第 2 步(提 $3$):$2205\div 3=735$,$735\div 3=\underline{245}$,共提出 $3^2$。
- 第 3 步(提 $5$ 和 $7$):$245\div 5=\underline{49}$,而 $49=7\times \underline{7}$,所以 $8820=2^2\times 3^2\times 5\times 7^2$。
- 第 4 步(用因数个数公式):把各质因数的指数都加 $1$ 再相乘,$(2+1)\times(2+1)\times(1+1)\times(2+1)=\underline{54}$ 个。
最终答案:$8820=2^2\times 3^2\times 5\times 7^2$,共有 $54$ 个因数。 - 28. ch03-xingqu-06 · 第一套
- 第 1 步(先分解质因数缩小范围):$330=2\times 3\times 5\times \underline{11}$。
- 第 2 步(想清楚结构):设较小的两个数是 $a,b$,第三个数就是 $a+b$,于是 $a\times b\times(a+b)=330$。
- 第 3 步(在因数中试):试 $a=5,b=6$,则第三个数是 $5+6=\underline{11}$。
- 第 4 步(验算乘积):$5\times 6=\underline{30}$,再乘 $11$ 得 $30\times 11=\underline{330}$,符合。
最终答案:这三个数是 $5$、$6$、$11$($5\times 6\times 11=330$,且 $5+6=11$)。 - 28. ch03-xingqu-06 · 第二套
- 第 1 步:体积 $=$ 长 $\times$ 宽 $\times$ 高,先分解 $330=2\times 3\times 5\times \underline{11}$。
- 第 2 步:设宽、高为 $a,b$(厘米),则长为 $a+b$,于是 $a\times b\times(a+b)=330$。
- 第 3 步:试宽 $5$、高 $6$,则长为 $5+6=\underline{11}$(厘米)。
- 第 4 步:验算体积 $5\times 6=\underline{30}$,$30\times 11=\underline{330}$(立方厘米),符合。
最终答案:宽 $5$ 厘米、高 $6$ 厘米、长 $11$ 厘米。 - 28. ch03-xingqu-06 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$96=2^5\times \underline{3}$,所以三个数都只能由 $2$ 和 $3$ 组成。
- 第 2 步(结构):设较小两数为 $a,b$,则 $a\times b\times(a+b)=96$。
- 第 3 步(试算):取 $a=2,b=6$,第三个数为 $2+6=\underline{8}$。
- 第 4 步(验算):$2\times 6=\underline{12}$,$12\times 8=\underline{96}$,符合。
最终答案:这三个数是 $2$、$6$、$8$($2\times 6\times 8=96$,且 $2+6=8$)。 - 28. ch03-xingqu-06 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$960=2^6\times 3\times \underline{5}$。
- 第 2 步(结构):设较小两数为 $a,b$,则 $a\times b\times(a+b)=960$。
- 第 3 步(试算):取 $a=6,b=10$,第三个数为 $6+10=\underline{16}$;验算 $6\times 10=60$,$60\times 16=\underline{960}$。
- 第 4 步(求最小公倍数):$6=2\times 3$,$10=2\times 5$,$16=2^4$,每个质因数取最高次幂相乘:$16\times 3\times 5=\underline{240}$。
最终答案:这三个数是 $6$、$10$、$16$,它们的最小公倍数是 $240$。 - 29. ch03-xingqu-07 · 第一套
- 第 1 步(分解质因数):$462=2\times 3\times 7\times \underline{11}$。
- 第 2 步(含 $11$ 的搭配):$11$、$2\times 11=\underline{22}$、$3\times 11=\underline{33}$、$6\times 11=\underline{66}$(再乘 $7$ 就超过两位)。
- 第 3 步(不含 $11$ 的搭配):$2\times 7=\underline{14}$、$3\times 7=\underline{21}$、$2\times 3\times 7=\underline{42}$。
- 第 4 步(汇总排序):$11,14,21,22,33,42,66,77$,共 \underline{8} 个。
最终答案:共 $8$ 个:$11,14,21,22,33,42,66,77$。 - 29. ch03-xingqu-07 · 第二套
- 第 1 步:「刚好分完」就是每组本数是 $462$ 的因数。先分解 $462=2\times 3\times 7\times \underline{11}$。
- 第 2 步(含 $11$):$11$、$2\times 11=\underline{22}$、$3\times 11=\underline{33}$、$6\times 11=\underline{66}$(本)。
- 第 3 步(不含 $11$):$2\times 7=\underline{14}$、$3\times 7=\underline{21}$、$2\times 3\times 7=\underline{42}$(本)。
- 第 4 步:共有 \underline{8} 种可能。
最终答案:每组可能是 $11,14,21,22,33,42,66,77$ 本,共 $8$ 种。 - 29. ch03-xingqu-07 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$630=2\times 3^2\times 5\times \underline{7}$,注意 $3$ 带平方,搭配时 $3$ 可以取 $0,1,2$ 次。
- 第 2 步(因数总数):$(1+1)\times(2+1)\times(1+1)\times(1+1)=\underline{24}$ 个因数。
- 第 3 步(列出两位的):$10,14,15,18,21,30,35,42,45,63,70,90$。其中 $18=2\times 3^2$,$45=3^2\times \underline{5}$,$63=3^2\times \underline{7}$。
- 第 4 步(数一数):共 \underline{12} 个。
最终答案:共 $12$ 个:$10,14,15,18,21,30,35,42,45,63,70,90$。 - 29. ch03-xingqu-07 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$462=2\times 3\times 7\times \underline{11}$。
- 第 2 步(列全两位因数):$11,14,21,22,33,42,66,77$,共 \underline{8} 个。
- 第 3 步(凑整相加):把它们两两配对,$11+77=\underline{88}$,$14+66=\underline{80}$,$21+33=\underline{54}$,$22+42=\underline{64}$。
- 第 4 步(合计):$88+80+54+64=\underline{286}$。
最终答案:这些两位数的和是 $286$。 - 30. ch03-xingqu-08 · 第一套
- 第 1 步(分解质因数):$5852=2^2\times 7\times 11\times \underline{19}$。
- 第 2 步(估算定位):$76\times 76=5776<5852<5929=77\times \underline{77}$,所以这两个数就在 $76$ 与 $77$ 附近。
- 第 3 步(把质因数搭成这两个数):$4\times 19=\underline{76}$,$7\times 11=\underline{77}$,正好相差 $1$。
- 第 4 步(验算):$76\times 77=\underline{5852}$,所以较小的数是 $76$。
最终答案:较小的数是 $76$($76\times 77=5852$)。 - 30. ch03-xingqu-08 · 第二套
- 第 1 步:设宽为 $a$ 米,则长为 $a+1$ 米,$a\times(a+1)=5852$。先分解 $5852=2^2\times 7\times 11\times \underline{19}$。
- 第 2 步(估算):$76\times 76=5776<5852<5929=77\times \underline{77}$。
- 第 3 步(搭配质因数):$4\times 19=\underline{76}$,$7\times 11=\underline{77}$。
- 第 4 步(验算):$76\times 77=\underline{5852}$(平方米),所以宽是 $76$ 米。
最终答案:宽是 $76$ 米(长 $77$ 米)。 - 30. ch03-xingqu-08 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$3306=2\times 3\times 19\times \underline{29}$。
- 第 2 步(估算定位):$57\times 57=3249<3306<3364=58\times \underline{58}$。
- 第 3 步(搭配):$3\times 19=\underline{57}$,$2\times 29=\underline{58}$,正好相差 $1$。
- 第 4 步(验算):$57\times 58=\underline{3306}$。
最终答案:这两个数是 $57$ 和 $58$。 - 30. ch03-xingqu-08 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$4692=2^2\times 3\times 17\times \underline{23}$。
- 第 2 步(估算定位):$68\times 68=4624<4692<4761=69\times \underline{69}$。
- 第 3 步(搭配):$4\times 17=\underline{68}$,$3\times 23=\underline{69}$,验算 $68\times 69=\underline{4692}$。
- 第 4 步(求和并判奇偶):$68+69=\underline{137}$;两个连续自然数一奇一偶,和必为奇数。
最终答案:这两个数是 $68$ 和 $69$,和为 $137$,是奇数。 - 31. ch03-xingqu-09 · 第一套
- 第 1 步(先分解质因数):$4=2^2$,$10=2\times 5$,$28=2^2\times 7$,$48=2^4\times 3$,$54=2\times 3^3$,$110=2\times 5\times \underline{11}$,$112=2^4\times 7$,$198=2\times 3^2\times 11$。
- 第 2 步(找稀有质因数):带因数 $5$ 的只有 $10$ 和 $110$,必须一边一个;带因数 $7$ 的只有 $28$ 和 $112$,也要分开;带因数 $11$ 的 $110$ 与 $198$ 同样分开。
- 第 3 步(配平后算第一组):取 $\{10,28,48,198\}$,$10\times 28=\underline{280}$,$280\times 48=\underline{13440}$,$13440\times 198=\underline{2661120}$。
- 第 4 步(算另一组验证):$\{4,54,110,112\}$,$4\times 54=216$,$216\times 110=\underline{23760}$,$23760\times 112=\underline{2661120}$,两组相等。
最终答案:一组是 $10,28,48,198$,另一组是 $4,54,110,112$,两组乘积都等于 $2661120$。 - 31. ch03-xingqu-09 · 第二套
- 第 1 步:先把每个重量分解质因数,$110=2\times 5\times \underline{11}$,其余同理。
- 第 2 步:带因数 $5$ 的只有 $10$ 和 $110$,必须分到两堆;带因数 $7$ 的 $28$ 和 $112$ 也分开;带 $11$ 的 $110$ 与 $198$ 分开。
- 第 3 步:第一堆取 $\{10,28,48,198\}$,$10\times 28=\underline{280}$,$280\times 48=\underline{13440}$,$13440\times 198=\underline{2661120}$。
- 第 4 步:第二堆 $\{4,54,110,112\}$,$4\times 54=216$,$216\times 110=\underline{23760}$,$23760\times 112=\underline{2661120}$,两堆相等。
最终答案:一堆是 $10,28,48,198$ 千克,另一堆是 $4,54,110,112$ 千克,两堆乘积都是 $2661120$。 - 31. ch03-xingqu-09 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$6=2\times 3$,$10=2\times 5$,$22=2\times 11$,$25=5^2$,$45=3^2\times 5$,$55=5\times \underline{11}$,$70=2\times 5\times 7$,$84=2^2\times 3\times 7$。
- 第 2 步(配平稀有质因数):带 $7$ 的只有 $70$ 和 $84$,分开;带 $11$ 的只有 $22$ 和 $55$,分开;$25$ 带两个 $5$,要与另一组的 $10$、$45$ 等配平。
- 第 3 步(算第一组):$\{6,25,55,84\}$,$6\times 25=\underline{150}$,$150\times 55=\underline{8250}$,$8250\times 84=\underline{693000}$。
- 第 4 步(算第二组):$\{10,22,45,70\}$,$10\times 22=220$,$220\times 45=\underline{9900}$,$9900\times 70=\underline{693000}$。
最终答案:一组是 $6,25,55,84$,另一组是 $10,22,45,70$,两组乘积都等于 $693000$。 - 31. ch03-xingqu-09 · 第三套
- 第 1 步(分组):按稀有质因数 $7$($70,84$)、$11$($22,55$)分开,得 $\{6,25,55,84\}$ 与 $\{10,22,45,70\}$。
- 第 2 步(算出组积):$6\times 25\times 55\times 84=\underline{693000}$。
- 第 3 步(提出 $2$ 和 $5$):$693000$ 末尾有 $3$ 个 $0$,先提出 $10^3=2^3\times 5^3$,剩下 $693000\div 1000=\underline{693}$。
- 第 4 步(分解 $693$):$693=3^2\times \underline{77}$,其中 $77=7\times \underline{11}$,所以组积 $=2^3\times 3^2\times 5^3\times 7\times 11$。
最终答案:两组分别是 $6,25,55,84$ 与 $10,22,45,70$,每组乘积都是 $693000=2^3\times 3^2\times 5^3\times 7\times 11$。 - 32. ch03-xingqu-10 · 第一套
- 第 1 步(转化):末尾零的个数 $=$ 因数 $2$ 与因数 $5$ 能配成的对数,而因数 $2$ 远多于 $5$,所以只要数因数 \underline{5} 的个数。
- 第 2 步(数 $5$ 的倍数):$1\sim 40$ 中 $5$ 的倍数有 $40\div 5=\underline{8}$ 个,各贡献一个因数 $5$。
- 第 3 步(补上 $25$ 的倍数):$25$ 含两个 $5$,要再多算一次,$40\div 25$ 的整数部分是 \underline{1} 个。
- 第 4 步(合计):因数 $5$ 共 $8+1=\underline{9}$ 个,所以末尾有 $9$ 个 $0$。
最终答案:末尾有 $9$ 个连续的 $0$。 - 32. ch03-xingqu-10 · 第二套
- 第 1 步:末尾零由因数 $2$ 与 \underline{5} 配对产生,而因数 $2$ 更多,所以只数后者。
- 第 2 步:$1\sim 40$ 中 $5$ 的倍数有 $40\div 5=\underline{8}$ 个。
- 第 3 步:$25$ 里含两个 $5$,要再补 \underline{1} 个。
- 第 4 步:共 $8+1=\underline{9}$ 个因数 $5$,末尾就是 $9$ 个 $0$。
最终答案:末尾有 $9$ 个连续的 $0$。 - 32. ch03-xingqu-10 · 第三套
- 第 1 步(只数 $5$):$1\sim 25$ 中 $5$ 的倍数有 $25\div 5=\underline{5}$ 个。
- 第 2 步(注意 $25$ 本身):$25=5\times \underline{5}$,含两个因数 $5$,前面只算了一个,要再补 $1$ 个。
- 第 3 步(合计):因数 $5$ 共 $5+1=\underline{6}$ 个。
- 第 4 步(确认 $2$ 够用):$1\sim 25$ 中偶数有 \underline{12} 个,因数 $2$ 远多于 $6$,所以末尾有 $6$ 个 $0$。
最终答案:末尾有 $6$ 个连续的 $0$。 - 32. ch03-xingqu-10 · 第三套
- 第 1 步(数因数 $5$):$50\div 5=\underline{10}$ 个,再加 $25$ 的倍数 $50\div 25=\underline{2}$ 个,共 $10+2=\underline{12}$ 个。
- 第 2 步(末尾零):因数 $2$ 更多,所以末尾有 $12$ 个 $0$。
- 第 3 步(数因数 $2$,逐层累加):$50\div 2=25$、$50\div 4=12$、$50\div 8=6$、$50\div 16=3$、$50\div 32=\underline{1}$(都取整数部分)。
- 第 4 步(合计):$25+12+6+3+1=\underline{47}$ 个因数 $2$。
最终答案:末尾有 $12$ 个连续的 $0$;乘积中含有 $47$ 个因数 $2$。