竞赛数学 · 六年级 第15讲《数论综合一》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 ch15-chaoyue-01】有 $6$ 个互不相同且不为 $0$ 的自然数,其中任意 $5$ 个数的和都是 $7$ 的倍数,任意 $4$ 个数的和都是 $6$ 的倍数。请问:这 $6$ 个数的和最小是多少?
详细思路是哪类问题:这是「同余推导 + 最值构造」题:由“任意 5 个数之和是 7 的倍数、任意 4 个数之和是 6 的倍数”推出各数的整除结构,再构造使总和最小。
关键切入点:任取两组只差一个数的“$5$ 个数之和”,相减知任意两数模 $7$ 同余,故六数模 $7$ 全同余,记余数 $r$;又 $5r\equiv0\pmod7$ 得 $r=0$,即六数都是 $7$ 的倍数。同理由“$4$ 个数之和是 $6$ 的倍数”得六数模 $6$ 同余且 $4r'\equiv0\pmod6$,$r'=0$ 或 $3$。若都被 $6$ 整除则都是 $42$ 的倍数,最小六个和 $=42\times(1+\cdots+6)=882$;若都被 $6$ 除余 $3$ 则都是 $21$ 的奇数倍,最小六个 $21\times(1+3+5+7+9+11)=756$。取较小者 $756$。
方法概述:由“任意若干个数之和整除”推出各数模某数同余、进而都是某数的倍数,再取最小若干个构造和最小。
规范步骤:- 任意 $5$ 数和是 $7$ 倍 $\Rightarrow$ 六数模 $7$ 同余且都被 $7$ 整除:$5r\equiv0\pmod7\Rightarrow r=0$(同余相减)
- 任意 $4$ 数和是 $6$ 倍 $\Rightarrow$ 六数模 $6$ 同余,$r'=0$ 或 $3$:$4r'\equiv0\pmod6$(同余)
- 情形一:都被 $6$ 整除(即 $42$ 的倍数):$42\times(1+2+3+4+5+6)=882$(构造)
- 情形二:$21$ 的奇数倍:$21\times(1+3+5+7+9+11)=756$(构造)
- 取较小:$756<882$(比较)
第一套题目:有 $7$ 个互不相同且不为 $0$ 的自然数,任意 $6$ 个数的和都是 $7$ 的倍数,任意 $5$ 个数的和都是 $6$ 的倍数。这 $7$ 个数的和最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(模 $7$):任意 $6$ 数和是 $7$ 倍,相减得七数模 $7$ 同余;又 $6r\equiv0\pmod7$ 得 $r=0$,七数都是 $7$ 的倍数。
- 第 2 步(模 $6$):任意 $5$ 数和是 $6$ 倍,得七数模 $6$ 同余,$5r'\equiv0\pmod6$ 得 $r'=0$,七数都被 $6$ 整除,即都是 $42$ 的倍数。
- 第 3 步(构造最小):取最小的七个 $42\times(1+2+\cdots+7)=42\times28=\underline{\quad}$。
第二套题目:有 $6$ 张互不相同、面值均不为 $0$ 元的卡片,任意 $5$ 张面值之和都是 $7$ 的倍数,任意 $4$ 张面值之和都是 $6$ 的倍数。这 $6$ 张卡片面值之和最小是多少元?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(模 $7$):由任意 $5$ 张和是 $7$ 倍得六个面值都是 $7$ 的倍数。
- 第 2 步(模 $6$):由任意 $4$ 张和是 $6$ 倍得六面值模 $6$ 同余,余数为 $0$ 或 $3$。
- 第 3 步(两种构造):都被 $6$ 整除时和 $=42\times(1+\cdots+6)=882$;$21$ 的奇数倍时和 $=21\times(1+3+5+7+9+11)=\underline{\quad}$。取较小者。
第三套题目:有 $6$ 个互不相同且不为 $0$ 的自然数,任意 $5$ 个数的和都是 $7$ 的倍数,任意 $4$ 个数的和都是 $10$ 的倍数。这 $6$ 个数的和最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(模 $7$):同前,六数都是 $7$ 的倍数。
- 第 2 步(模 $10$):任意 $4$ 数和是 $10$ 倍,得六数模 $10$ 同余,$4r'\equiv0\pmod{10}$ 得 $r'=0$ 或 $5$。
- 第 3 步(两种构造):都被 $10$ 整除时是 $70$ 的倍数,和 $=70\times21=1470$;$35$ 的奇数倍时和 $=35\times(1+3+5+7+9+11)=\underline{\quad}$。取较小者。
第三套题目:有 $6$ 个互不相同的**三位数**,任意 $5$ 个数的和都是 $7$ 的倍数,任意 $4$ 个数的和都是 $6$ 的倍数。这 $6$ 个数的和最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(定结构):同原题推得六数要么都是 $42$ 的倍数、要么都是 $21$ 的奇数倍。
- 第 2 步(都是 $21$ 的奇数倍且为三位数):最小的三位奇数倍是 $21\times5=105$,往上取 $21\times(5,7,9,11,13,15)$,和 $=21\times(5+7+9+11+13+15)=21\times60=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(都是 $42$ 的倍数且为三位数):最小六个是 $42\times(3,\dots,8)$,和 $=42\times33=1386$,更大。取较小者 $1260$。
2. 【原题 ch15-chaoyue-02】设 $N=301\times 302\times\cdots\times 2005\times 2006$,请问:(1)$N$ 的末尾一共会出现多少个连续的数字“$0$”?(2)用 $N$ 不断除以 $12$,直到结果不能被 $12$ 整除为止,一共可以除以多少次 $12$?
详细思路是哪类问题:这是「层数法(勒让德公式)」题:求连乘积 $N=301\times\cdots\times2006$ 中某质因数的个数,用“逐层除”再作差。
关键切入点:$N$ 中质因数 $p$ 的个数 $=($ $1\sim2006$ 中 $p$ 的个数 $)-($ $1\sim300$ 中 $p$ 的个数 $)$,每部分用层数法 $\lfloor n/p\rfloor+\lfloor n/p^2\rfloor+\cdots$。(1)末尾 $0$ 由因数 $5$ 决定:$2006$ 段 $401+80+16+3=500$,$300$ 段 $60+12+2=74$,差 $426$。(2)除以 $12=2^2\times3$ 的次数由 $2$、$3$ 个数的瓶颈决定:$N$ 中 $2$ 有 $1998-296=1702$ 个、$3$ 有 $998-148=850$ 个,$\lfloor1702/2\rfloor=851\ge850$,瓶颈是 $3$,共 $850$ 次。
方法概述:用层数法分别求两端阶乘中各质因数个数再作差;末尾零看因数 5,除以合数看各质因子的瓶颈。
规范步骤:- 层数法求 $1\sim2006$ 中因数 $5$:$401+80+16+3=500$(层数法)
- 减去 $1\sim300$ 中因数 $5$:$60+12+2=74$,差 $=426$(作差)
- 求 $N$ 中因数 $2$、$3$ 个数:$2$:$1702$;$3$:$850$(层数法)
- 除以 $12$ 的次数取瓶颈:$\min(\lfloor1702/2\rfloor,850)=850$(瓶颈分析)
第一套题目:设 $M=401\times402\times\cdots\times3006$。(1)$M$ 末尾有多少个连续的 $0$?(2)$M$ 不断除以 $12$,最多能除多少次?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(因数 $5$,$1\sim3006$):$3006\div5=601$、$\div25=120$、$\div125=24$、$\div625=4$,共 $601+120+24+4=\underline{\quad}$ 个。
- 第 2 步(减 $1\sim400$):$400$ 段因数 $5$ 有 $80+16+3=99$ 个;末尾零 $=749-99=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(因数 $2$,作差):$M$ 中因数 $2$ 共 $2997-397=\underline{\quad}$ 个。
- 第 4 步($12=2^2\times3$ 取瓶颈):因数 $3$ 有 $1305$ 个,而 $2600\div2=\underline{\quad}<1305$,故除以 $12$ 的次数由因数 $2$ 决定,为 $1300$ 次。
第二套题目:某超大乘积 $N=301\times302\times\cdots\times2006$ 是流水线累乘的结果。(1)它的末尾有几个 $0$?(2)把它反复除以 $12$,最多能整除几次?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(因数 $5$):$1\sim2006$ 段 $401+80+16+3=\underline{\quad}$,$1\sim300$ 段 $60+12+2=74$,末尾零 $=500-74=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(因数 $3$):$N$ 中 $3$ 的个数 $998-148=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(瓶颈):$N$ 中 $2$ 有 $1702$ 个,$\lfloor1702/2\rfloor=851\ge850$,故除以 $12$ 的次数为 $\underline{\quad}$ 次。
第三套题目:设 $2006!=1\times2\times\cdots\times2006$。(1)它末尾有多少个 $0$?(2)它最多能除以多少次 $12$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(因数 $5$):$401+80+16+3=\underline{\quad}$,即末尾 $500$ 个 $0$。
- 第 2 步(因数 $3$):$668+222+74+24+8+2=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(因数 $2$ 充足取瓶颈):$998<\lfloor(1003+501+250+125+62+31+15+7+3+1)/2\rfloor$,故除以 $12$ 的次数为 $\underline{\quad}$ 次。
第三套题目:设 $P=501\times502\times\cdots\times4008$。它最多能除以多少次 $24$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(因数 $2$):$1\sim4008$ 段减 $1\sim500$ 段,得 $P$ 中因数 $2$ 共 $\underline{\quad}$ 个。
- 第 2 步(因数 $3$):同法得 $P$ 中因数 $3$ 共 $\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步($24=2^3\times3$ 取瓶颈):一次 $24$ 用 $3$ 个 $2$、$1$ 个 $3$,$\min(\lfloor3507/3\rfloor,1753)=\min(1169,1753)=\underline{\quad}$ 次。
3. 【原题 ch15-chaoyue-03】老师告诉贝贝和晶晶一个小于 $5000$ 的四位数。这个四位数是 $5$ 的倍数。贝贝计算出它与 $5!$ 的最小公倍数,晶晶计算出它与 $10!$ 的最大公约数,结果发现贝贝的计算结果恰好是晶晶的 $5$ 倍。请问:这个四位数是多少?
详细思路是哪类问题:这是「最小公倍数与最大公约数倍数关系求数」题:四位数 $n$ 是 $5$ 的倍数,$[n,5!]=5\times(n,10!)$。
关键切入点:$n$ 的质因数必都小于 $10$(否则 $[n,5!]$ 含该质因数而 $(n,10!)$ 不含,破坏 $5$ 倍关系)。设 $n=2^a3^b5^c7^d$。$5!=2^3\cdot3\cdot5$,$10!=2^8\cdot3^4\cdot5^2\cdot7$。逐个质因子比较 $[n,5!]$ 与 $(n,10!)$ 的指数:只有 $5$ 这一维给出相差一个 $5^1$,其余维必须相等,解得 $a=3,b=1,c=3,d=0$,$n=2^3\times3\times5^3=3000$,且 $3000<5000$。
方法概述:限定 $n$ 的质因数都小于 10,把 $[n,5!]=5(n,10!)$ 转成各质因子指数方程求解。
规范步骤:- $n$ 的质因数都 $<10$:$n=2^a3^b5^c7^d$(倍数关系约束)
- 写出 $5!$、$10!$ 的分解:$5!=2^3\cdot3\cdot5,\ 10!=2^8\cdot3^4\cdot5^2\cdot7$(阶乘分解)
- 逐维比较指数得方程:只有因数 $5$ 相差一次(指数比较)
- 解得:$n=2^3\times3\times5^3=3000$(求解)
- 验证范围:$3000<5000$ √(范围核对)
第一套题目:一个小于 $10000$ 的四位数是 $5$ 的倍数,它与 $5!$ 的最小公倍数恰是它与 $10!$ 的最大公约数的 $5$ 倍。求所有这样的四位数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(同原理):满足指数方程的基础解是 $n=2^3\times3\times5^3=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(找同类解):把 $5$ 的指数保持、$n$ 乘以合适倍数仍满足关系的,只有 $3000$ 的“同结构倍数” $6000=2\times3000$、$9000=3\times3000$ 也在四位数内。
- 第 3 步(写出):$3000,6000,9000$,其中 $6000\div3000=\underline{\quad}$、$9000\div3000=3$。
第二套题目:老师给出一个小于 $5000$ 的四位数(是 $5$ 的倍数)。甲算它与 $5!$ 的最小公倍数,乙算它与 $10!$ 的最大公约数,发现甲的结果恰是乙的 $5$ 倍。这个四位数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(同原理):$n$ 的质因数都小于 $10$,设 $n=2^a3^b5^c7^d$。
- 第 2 步(解指数方程):得 $a=3,b=1,c=3,d=0$,$n=2^3\times3\times5^3=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(验范围):$3000<5000$ √,$3000\div5=\underline{\quad}$。
第三套题目:一个小于 $5000$ 的四位数是 $5$ 的倍数,它与 $5!$ 的最小公倍数恰是它与 $10!$ 的最大公约数的 $10$ 倍。求所有这样的四位数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(原理):$n=2^a3^b5^c7^d$,$10$ 倍关系要求某两维($2$ 与 $5$)合计多出一个 $2$ 和一个 $5$。
- 第 2 步(解方程):满足的基础解是 $n=2^2\times3\times5^3=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(同类解):$1500$ 与 $4500=3\times1500$ 都在四位数范围内,$4500\div1500=\underline{\quad}$。
第三套题目:一个小于 $5000$ 的四位数是 $5$ 的倍数,它与 $5!$ 的最小公倍数恰是它与 $10!$ 的最大公约数的 $2$ 倍。求所有这样的四位数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(原理):$n=2^a3^b5^c7^d$,$2$ 倍关系只在因数 $2$ 一维相差一次。
- 第 2 步(解方程并枚举):得到的四位数基础解含 $n=2^2\times3^2\times5\times7=\underline{\quad}$($=1260$),以及同结构的 $1620,2100,2700,3780$。
- 第 3 步(写全部):共 $5$ 个,最小的是 $1260$,$1260\div5=\underline{\quad}$。
4. 【原题 ch15-chaoyue-04】一个正整数,它分别加上 $75$ 和 $48$ 以后都不是 $120$ 的倍数,但这两个和的乘积却能被 $120$ 整除。请问:这个正整数最小是多少?
详细思路是哪类问题:这是「乘积整除而各自不整除」题:$A+75$、$A+48$ 都不是 $120$ 的倍数,但它们的乘积能被 $120$ 整除,求最小的 $A$。
关键切入点:$120=2^3\times3\times5=8\times3\times5$。乘积被 $120$ 整除、而两因数都不被 $120$ 整除,说明 $8$、$3$、$5$ 这几块被两个和“分担”。分析得:一个是 $15$($=3\times5$)的倍数,另一个是 $24$($=8\times3$)的倍数($3$ 可两边都占)。分两类:若 $A+75$ 是 $15$ 倍、$A+48$ 是 $24$ 倍,则 $A$ 同为 $15$、$24$ 的倍数,最小 $120$(但要排除使某个和被 $120$ 整除);若 $A+75$ 是 $24$ 倍、$A+48$ 是 $15$ 倍,则 $A\div24$ 余 $21$、$A\div15$ 余 $12$,最小 $A=117$。取最小 $117$。
方法概述:把 120 拆成互质块,分析两个和如何分担质因子,分类用带余除法求最小。
规范步骤:- $120=8\times3\times5$:两因数分担 $8,3,5$(质因数分解)
- 一个含 $15$、一个含 $24$:两类讨论(分类)
- 类二:$A+75$ 被 $24$ 整除、$A+48$ 被 $15$ 整除:$A\div24\cdots21,\ A\div15\cdots12$(带余除法)
- 解同余得最小:$A=117$(求解)
- 验证:$192=24\times8,\ 165=15\times11$,积被 $120$ 整除,各自不被(验证)
第一套题目:一个正整数加上 $135$ 和加上 $108$ 以后都不是 $120$ 的倍数,但这两个和的乘积能被 $120$ 整除。这个正整数最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(拆除数):$120=8\times3\times5$,两个和分担这些因子。
- 第 2 步(分类求解):让 $A+135$ 是 $24$ 的倍数、$A+108$ 是 $15$ 的倍数,得 $A\div24$ 余 $\underline{\quad}$($24-135\%24$)、$A\div15$ 余 $12$,最小 $A=57$。
- 第 3 步(验证):$57+135=192=24\times8$、$57+108=165=15\times11$,乘积 $192\times165\div120=\underline{\quad}$,各自不被 $120$ 整除。
第二套题目:一个正整数,分别加上 $75$ 和 $48$ 后都不是 $120$ 的整数倍,但两个和相乘能被 $120$ 整除。求满足条件的最小正整数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(拆除数):$120=8\times3\times5$。
- 第 2 步(分类):取 $A+75$ 被 $24$ 整除、$A+48$ 被 $15$ 整除,得 $A$ 除以 $24$ 余 $21$、除以 $15$ 余 $12$,最小 $A=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(验证):$117+75=192$、$117+48=165$,乘积能被 $120$ 整除($192\times165\div120=\underline{\quad}$)。
第三套题目:一个正整数加上 $195$ 和加上 $168$ 后都不是 $120$ 的倍数,但两个和的乘积能被 $120$ 整除。这个正整数最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(拆除数):$120=8\times3\times5$。
- 第 2 步(分类):取 $A+195$ 被 $24$ 整除、$A+168$ 被 $15$ 整除,得 $A$ 除以 $24$ 余 $21$、除以 $15$ 余 $12$,最小 $A=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(验证):$117+195=312=24\times13$、$117+168=285=15\times19$,$312\times285\div120=\underline{\quad}$。
第三套题目:一个正整数加上 $75$ 和加上 $48$ 后都不是 $240$ 的倍数,但两个和的乘积能被 $240$ 整除。这个正整数最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(拆除数):$240=2^4\times3\times5=16\times3\times5$,比 $120$ 多一个因数 $2$。
- 第 2 步(分担):两个和须分担 $16,3,5$;一个含 $48=16\times3$、另一个含 $5$(或更细)。分类求解得最小 $A=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(验证):$117+75=192=16\times12$(被 $16$、$3$ 整除)、$117+48=165=5\times33$(被 $5、3$ 整除),乘积 $192\times165\div240=\underline{\quad}$,且各自不被 $240$ 整除。
5. 【原题 ch15-chaoyue-05】$a$、$b$、$c$ 是三个非零自然数。$a$ 和 $b$ 的最小公倍数是 $300$,$c$ 和 $a$、$c$ 和 $b$ 的最大公约数都是 $20$,且 $a>b>c$。请问:满足条件的 $a$、$b$、$c$ 共有多少组?
详细思路是哪类问题:这是「公倍数公约数联合求组数」题:$[a,b]=300$,$(c,a)=(c,b)=20$,$a>b>c$,求组数。
关键切入点:先按 $[a,b]=300=2^2\times3\times5^2$ 枚举满足条件的 $(a,b)$;再用 $(c,a)=(c,b)=20$ 约束 $c$:$c$ 是 $20=2^2\times5$ 的倍数,且与 $a,b$ 的公因子恰为 $20$。结合 $a>b>c$ 逐一检验,共得 $7$ 组。
方法概述:先按最小公倍数枚举 $(a,b)$,再用“与 c 的最大公约数为 20”约束 c,结合大小关系计数。
规范步骤:- $300=2^2\times3\times5^2$,枚举 $(a,b)$:$\max$ 各质因子指数配平(最小公倍数分配)
- $c$ 是 $20$ 的倍数且公因子恰为 $20$:$(c,a)=(c,b)=20$(最大公约数约束)
- 结合 $a>b>c$ 逐一验证:共 $7$ 组(枚举计数)
第一套题目:$a,b,c$ 是三个非零自然数,$[a,b]=600$,$(c,a)=(c,b)=20$,且 $a>b>c$。满足条件的 $a,b,c$ 共有多少组?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$600=2^3\times3\times5^2$,$20=2^2\times5$。
- 第 2 步(枚举 $(a,b)$ 并配 $c$):按最小公倍数配平枚举 $(a,b)$,再让 $c$ 为 $20$ 的倍数且与 $a,b$ 公因子恰为 $20$,结合 $a>b>c$ 逐一检验。
- 第 3 步(计数):共得 $\underline{\quad}$ 组。
第二套题目:三根绳子长度 $a>b>c$(厘米,均为整数)。$a,b$ 的最小公倍数是 $300$,$c$ 与 $a$、$c$ 与 $b$ 的最大公约数都是 $20$。满足条件的长度组共有多少组?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$300=2^2\times3\times5^2$,$20=2^2\times5$。
- 第 2 步(枚举):先按 $[a,b]=300$ 枚举 $(a,b)$,再用 $(c,a)=(c,b)=20$ 约束 $c$,结合 $a>b>c$ 检验。
- 第 3 步(计数):共 $\underline{\quad}$ 组。
第三套题目:$a,b,c$ 是三个非零自然数,$[a,b]=180$,$(c,a)=(c,b)=12$,且 $a>b>c$。满足条件的组数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$180=2^2\times3^2\times5$,$12=2^2\times3$。
- 第 2 步(枚举与约束):按 $[a,b]=180$ 枚举 $(a,b)$,$c$ 为 $12$ 的倍数且与 $a,b$ 公因子恰为 $12$,结合 $a>b>c$。
- 第 3 步(计数):共 $\underline{\quad}$ 组。
第三套题目:$a,b,c$ 是三个非零自然数,$[a,b]=900$,$(c,a)=(c,b)=30$,且 $a>b>c$。满足条件的组数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$900=2^2\times3^2\times5^2$,$30=2\times3\times5$。
- 第 2 步(枚举与约束):按 $[a,b]=900$ 枚举 $(a,b)$(三个质因子都到平方,分配更多),$c$ 为 $30$ 的倍数且公因子恰为 $30$,结合 $a>b>c$。
- 第 3 步(计数):共 $\underline{\quad}$ 组。
6. 【原题 ch15-chaoyue-06】有一类三位数,它们除以 $2、3、4、5、6$ 所得到的余数互不相同(可以含 $0$)。这样的三位数中最小的三个是多少?
详细思路是哪类问题:这是「多模余数互异 + 中国剩余定理」题:三位数除以 $2,3,4,5,6$ 的余数互不相同,求最小的三个。
关键切入点:先排除不可能的余数:$N$ 除以 $4$ 的余数不能是 $0$ 或 $1$(否则与除以 $2$ 的余数重复),$N$ 除以 $6$ 的余数不能是 $0$ 或 $1$(否则与除以 $3$ 重复)。再按奇偶分类,用物不知数(孙子定理)逐类求最小解,得三位数中最小的三个是 $118,119,155$。
方法概述:先用余数互异排除不可能的余数,再按奇偶分类用中国剩余定理求最小解。
规范步骤:- 排除重复余数:除以 $4$ 余数 $\ne0,1$;除以 $6$ 余数 $\ne0,1$(余数互异)
- 偶数情形:除以 $2$ 余 $0$,解出最小 $118$(中国剩余定理)
- 奇数情形:除以 $2$ 余 $1$,解出 $119,155$(中国剩余定理)
- 取最小三个:$118,119,155$(比较)
第一套题目:有一类三位数,它们除以 $2,3,4,5,6,7$ 所得的余数互不相同(可含 $0$)。这样的三位数中最小的三个是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(排除重复):除以 $4$ 余数 $\ne$ 除以 $2$ 的余数,除以 $6$ 余数 $\ne$ 除以 $3$、除以 $2$ 的余数,六个余数要两两不同。
- 第 2 步(枚举验证):从 $100$ 起逐个检验六个余数是否互异,最小的是 $118$($118\%7=\underline{\quad}$)、次小 $119$。
- 第 3 步(第三个):继续找到 $335$,其除以 $2\sim7$ 的余数 $1,2,3,0,5,6$ 互不相同,故第三个是 $\underline{\quad}$。
第二套题目:某类三位数编号,除以 $2,3,4,5,6$ 所得余数互不相同。求最小的三个这样的编号。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(排除重复):除以 $4$ 余数 $\ne$ 除以 $2$ 的余数,除以 $6$ 余数 $\ne$ 除以 $3$ 的余数。
- 第 2 步(求解):偶数类最小解 $118$($118\%4=\underline{\quad}$),奇数类解 $119,155$。
- 第 3 步(取三个):最小三个是 $118,119,155$,其中 $155\%6=\underline{\quad}$。
第三套题目:有一类三位数,它们除以 $2,3,4,5$ 所得余数互不相同。求最小的三个。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(排除重复):除以 $4$ 余数不能等于除以 $2$ 的余数。
- 第 2 步(枚举):从 $100$ 起验证四个余数互异,最小 $118$($118\%5=\underline{\quad}$)、次小 $119$。
- 第 3 步(第三个):继续得 $147$,其除以 $2,3,4,5$ 余 $1,0,3,2$ 互异,故第三个是 $\underline{\quad}$。
第三套题目:有一类四位数,它们除以 $2,3,4,5,6$ 所得余数互不相同。求最小的三个四位数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(排除重复):与原题同,除以 $4$ 余数 $\ne$ 除以 $2$,除以 $6$ 余数 $\ne$ 除以 $3$。
- 第 2 步(在四位数范围枚举):从 $1000$ 起找满足的数,最小 $1018$($1018\%4=\underline{\quad}$)、次小 $1019$。
- 第 3 步(第三个):继续得 $1055$,故最小三个是 $1018,1019,1055$,$1055\%6=\underline{\quad}$。
7. 【原题 ch15-chaoyue-07】有一个自然数除以 $15、17、19$ 所得到的商与余数之和都相等,并且商和余数都大于 $1$,那么这个自然数是多少?
详细思路是哪类问题:这是「商余之和相等 + 建立方程」题:一个数除以 $15,17,19$ 所得的商与余数之和都相等,商余都大于 $1$。
关键切入点:设除以 $15$ 商 $a$ 余 $b$、除以 $17$ 商 $c$ 余 $d$、除以 $19$ 商 $e$ 余 $f$,则 $a+b=c+d=e+f$ 且 $15a+b=17c+d=19e+f$(都等于原数)。两式相减得 $14a=16c=18e$,取其为 $7\times16\times9\times t=1008t$,则 $a=72t,c=63t,e=56t$。代回得 $f-b=16t$,由 $1<b,f<19$ 只能 $b=2,f=18,t=1$,原数 $=15\times72+2=1082$。
方法概述:对三个带余除法列“商加余数相等、被除数相等”方程组,借最小公倍数解商,再用余数范围定参数。
规范步骤:- 列方程:$a+b=c+d=e+f$,$15a+b=17c+d=19e+f$(带余除法建方程)
- 相减消余数:$14a=16c=18e$(消元)
- 用最小公倍数设参数:$a=72t,c=63t,e=56t$(最小公倍数)
- 由余数范围定 $t$:$f-b=16t$,$b=2,f=18,t=1$(余数范围)
- 求原数:$15\times72+2=1082$(回代)
第一套题目:一个自然数除以 $19$、$21$、$23$ 所得的商与余数之和都相等,且商和余数都大于 $1$。这个自然数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(列方程):设三次分别商 $a,c,e$ 余 $b,d,f$,则商余和相等、被除数相等,相减得 $18a=20c=22e$。
- 第 2 步(设参数):$[18,20,22]=1980$,取 $18a=20c=22e=1980t$,则 $a=110t,c=99t,e=90t$。
- 第 3 步(定 $t$):由 $a+b=e+f$ 得 $f-b=(110-90)t=20t$,因 $1<b,f<19$… 实际余数上限为 $19-1=18$(除以 $19$),$f-b=20t$ 需 $t$ 使之可行,解得原数 $=19\times110+2=\underline{\quad}$。
第二套题目:一个自然数,用 $15$、$17$、$19$ 去除,每次得到的“商 + 余数”都相等,且商与余数都大于 $1$。这个数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(列方程):设商 $a,c,e$、余 $b,d,f$,相减得 $14a=16c=18e$。
- 第 2 步(设参数):$a=72t,c=63t,e=56t$。
- 第 3 步(定 $t$):$f-b=16t$,由 $1<b,f<19$ 得 $b=2,f=18,t=1$,原数 $=15\times72+2=\underline{\quad}$。
第三套题目:一个自然数除以 $11$、$13$、$15$ 所得的商与余数之和都相等,且商和余数都大于 $1$。这个自然数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(列方程):设商 $a,c,e$、余 $b,d,f$,相减得 $10a=12c=14e$。
- 第 2 步(设参数):$[10,12,14]=420$,取 $10a=12c=14e=420t$,则 $a=42t,c=35t,e=30t$。
- 第 3 步(定 $t$):$f-b=(42-30)t=12t$,由 $1<b,f<11$(除以 $11$ 余数上限 $10$)得 $b=2,f=? $;解得原数 $=11\times42+2=\underline{\quad}$。
8. 【原题 ch15-chaoyue-08】有 $4$ 个互不相同的三位数,它们的首位数字相同,并且它们的和能被它们之中的 $3$ 个数整除。请写出这 $4$ 个数。
详细思路是哪类问题:这是「和被多数整除的构造」题:$4$ 个互不相同、首位数字相同的三位数,它们的和能被其中 $3$ 个数整除。
关键切入点:关键:被和 $S$ 整除的那 $3$ 个数都是 $S$ 的约数,而 $4$ 个数首位相同(都在 $\overline{k\,\ast\,\ast}$ 区间),和 $S$ 约在同一首位数字的若干倍附近。以首位 $1$ 试探:取 $108,117,135,180$,和 $S=540$,而 $540\div108=5$、$540\div135=4$、$540\div180=3$ 都整除,$540\div117$ 不整除,恰好 $3$ 个整除,满足要求。
方法概述:由“和被其中 3 个整除”知这 3 个数都是和 S 的约数,结合首位相同枚举构造。
规范步骤:- 被整除的 $3$ 个数都是和 $S$ 的约数:$S=A+B+C+D$(约数与整除)
- 四数首位相同(如首位 $1$):都在 $100\sim199$(首位限制)
- 试 $S=540$:$540=2^2\times3^3\times5$,其在 $100\sim199$ 的约数有 $108,135,180$(约数枚举)
- 补第四个数使和为 $540$:$540-108-135-180=117$(凑和)
- 验证:$540\div108=5,\ \div135=4,\ \div180=3$,恰 $3$ 个整除(验证)
9. 【原题 ch15-tuozhan-01】已知 $\overline{3a7}\times\overline{b0c}$ 是 $495$ 的倍数,其中 $a$、$b$、$c$ 分别代表不同的数字,请问:三位数 $\overline{abc}$ 是多少?
详细思路是哪类问题:这是「乘积整除型数字谜」:两个含未知数字的三位数之积是 $495$ 的倍数,反推各字母。
关键切入点:关键是把 $495=5\times9\times11$ 拆成互质因数,再分析这两个整除性各由哪个因数承担。$\overline{3a7}$ 个位是 $7$,不被 $5$ 整除;用被 $11$ 整除的“奇偶位数字和之差”判断,$\overline{3a7}$ 也不可能被 $11$ 整除。于是 $5$ 和 $11$ 都要由 $\overline{b0c}$ 提供——它同时是 $5$、$11$ 的倍数,形如 $\overline{b0c}$ 的只有 $605$。$605$ 不被 $9$ 整除,所以 $9$ 只能由 $\overline{3a7}$ 承担:$3+a+7$ 是 $9$ 的倍数,得 $a=8$,从而 $\overline{abc}=865$。
方法概述:把 $495$ 拆成 $5、9、11$,判断每个整除性由哪个因数承担,定出 $\overline{b0c}$ 后再求 $a$。
规范步骤:- 分解除数:$495=5\times9\times11$(质因数分解)
- $\overline{3a7}$ 不被 $5$、也不被 $11$ 整除:$5$、$11$ 都由 $\overline{b0c}$ 提供(整除特征)
- $\overline{b0c}$ 是 $55$ 的倍数且中间为 $0$:$\overline{b0c}=605$(枚举)
- $605$ 不被 $9$ 整除,故 $9$ 由 $\overline{3a7}$ 提供:$3+a+7=18\Rightarrow a=8$(被 9 整除特征)
- 得三位数 $\overline{abc}$:$865$,且 $387\times605=234135=495\times473$(回代验证)
10. 【原题 ch15-tuozhan-02】$11$ 个连续两位数乘积的末 $4$ 位都是 $0$,那么这 $11$ 个数的总和最小是多少?
详细思路是哪类问题:这是「末尾零个数 + 连续数求和」题:乘积末尾有几个 $0$ 由质因数 $2$、$5$ 中较少的一个决定,本题瓶颈在因数 $5$。
关键切入点:末 $4$ 位都是 $0$,要求乘积至少含 $4$ 个因数 $2$ 和 $4$ 个因数 $5$。连续 $11$ 个数里偶数至少 $5$ 个,因数 $2$ 绰绰有余;瓶颈是因数 $5$:连续 $11$ 个数里 $5$ 的倍数最多 $3$ 个,要凑够 $4$ 个因数 $5$,其中必须有一个数含 $2$ 个因数 $5$,最小的这种数是 $25$。故区间取 $15\sim25$,用等差求和 $(15+25)\times11\div2=220$。
方法概述:把“末 4 个 0”化为“至少 4 个因数 5”,锁定区间含 25,再用等差数列求和。
规范步骤:- 末 $4$ 个 $0$ 需要 $4$ 个因数 $5$:因数 $2$ 足够,瓶颈是因数 $5$(末尾零原理)
- 连续 $11$ 数中 $5$ 的倍数最多 $3$ 个:必有一个含 $2$ 个因数 $5$,最小为 $25$(质因数分解)
- 确定区间:$15\sim25$(构造最小)
- 等差求和:$(15+25)\times11\div2=220$(等差数列求和)
第一套题目:$11$ 个连续两位数(可含三位数)乘积的末 $5$ 位都是 $0$,那么这 $11$ 个连续自然数的总和最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(找瓶颈):末 $5$ 个 $0$ 需要 $5$ 个因数 $5$。连续 $11$ 数中 $5$ 的倍数最多 $3$ 个,要凑 $5$ 个因数 $5$,必须包含一个含 $3$ 个因数 $5$ 的数,最小是 $125=5^3$。
- 第 2 步(定区间):让 $125$ 落在这 $11$ 个数里且尽量靠前,取 $115\sim125$,其中 $120=5\times24$ 再添 $1$ 个、$125$ 添 $3$ 个,共 $\underline{\quad}$ 个因数 $5$,够用。
- 第 3 步(等差求和):$(115+125)\times11\div2=\underline{\quad}$。
第二套题目:工厂给 $11$ 台连续编号(均为两位数)的机器编产量,全部产量之积的末 $4$ 位恰好都是 $0$。这 $11$ 个编号之和最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(找瓶颈):末 $4$ 个 $0$ 需 $4$ 个因数 $5$,瓶颈在因数 $5$。
- 第 2 步(定区间):连续 $11$ 数中须含一个 $2$ 倍因数 $5$ 的数,最小是 $25$,区间取 $15\sim25$,因数 $5$ 来自 $15,20,25$ 共 $1+1+2=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(等差求和):$(15+25)\times11\div2=\underline{\quad}$。
第三套题目:$13$ 个连续自然数(最小的是两位数)乘积的末 $4$ 位都是 $0$,这 $13$ 个数的总和最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(找瓶颈):末 $4$ 个 $0$ 需 $4$ 个因数 $5$。连续 $13$ 个数中 $5$ 的倍数最多 $3$ 个,仍须含一个 $25$ 才够 $4$ 个因数 $5$。
- 第 2 步(定区间):为使总和最小又含 $25$,取 $13\sim25$,因数 $5$ 来自 $15,20,25$ 共 $1+1+2=\underline{\quad}$ 个,够用。
- 第 3 步(等差求和):$(13+25)\times13\div2=\underline{\quad}$。
第三套题目:$11$ 个连续三位数乘积的末 $4$ 位都是 $0$,这 $11$ 个连续三位数的总和最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(找瓶颈):仍需 $4$ 个因数 $5$,且这次每个数都要是**三位数**。
- 第 2 步(定区间):最小的含“$2$ 倍因数 $5$”的三位数区间要含 $100=5^2\times4$。取 $100\sim110$,因数 $5$ 来自 $100(2\text{个}),105(1\text{个}),110(1\text{个})$ 共 $2+1+1=\underline{\quad}$ 个,够用。
- 第 3 步(等差求和):$(100+110)\times11\div2=\underline{\quad}$。
11. 【原题 ch15-tuozhan-03】有一个算式 $9\times 8\times 7\times 6\times 5\times 4\times 3\times 2\times 1$,小明在上式中把一些“$\times$”换成“$\div$”,计算结果还是自然数,那么这个自然数最小是多少?
详细思路是哪类问题:这是「乘除符号替换求最值」类:在 $9\times8\times\cdots\times1$ 里把一些“$\times$”改成“$\div$”,结果仍为自然数且最小。
关键切入点:换号相当于把结果除以某数的平方,不改变任何质因数指数的奇偶性。$9\times8\times\cdots\times1=362880=2^7\times3^4\times5\times7$,指数为奇数的质因数是 $2,5,7$,所以结果必是 $2\times5\times7=70$ 的倍数。又 $362880\div70=5184=72^2$ 是完全平方数,说明可以“一半乘一半除”配平,最小值 $70$ 能取到(如 $9\times8\times7\div6\times5\div4\div3\times2\times1=70$)。
方法概述:用指数奇偶性求出结果必含的最小因数,再验证剩余是完全平方数即达最小。
规范步骤:- 分解质因数:$362880=2^7\times3^4\times5\times7$(质因数分解)
- 奇指数质因数是 $2,5,7$:结果必是 $2\times5\times7=70$ 的倍数(奇偶不变原理)
- 验证 $70$ 可达:$362880\div70=5184=72^2$(完全平方数)
- 给出构造:$9\times8\times7\div6\times5\div4\div3\times2\times1=70$(构造)
第一套题目:有一个算式 $11\times10\times9\times\cdots\times2\times1$,把其中一些“$\times$”换成“$\div$”,结果仍是自然数,最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$11!=39916800=2^8\times3^4\times5^2\times7\times11$。
- 第 2 步(奇偶不变):指数为奇数的质因数是 $7$ 和 $11$,故结果必是 $7\times11=\underline{\quad}$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$39916800\div77=\underline{\quad}$,它是完全平方数 $720^2$,故最小值 $77$ 能取到。
第二套题目:小明用九张卡片 $9,8,7,6,5,4,3,2,1$ 按序连乘,允许把一些“$\times$”改成“$\div$”,但要保证结果仍是自然数。这个自然数最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$9\times8\times\cdots\times1=\underline{\quad}=2^7\times3^4\times5\times7$。
- 第 2 步(奇偶不变):奇指数质因数是 $2,5,7$,结果必是 $2\times5\times7=\underline{\quad}$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$362880\div70=\underline{\quad}$,是完全平方数 $72^2$,最小值 $70$ 可达。
第三套题目:有一个算式 $8\times7\times6\times5\times4\times3\times2\times1$,把其中一些“$\times$”换成“$\div$”,结果仍是自然数,最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$8!=40320=2^7\times3^2\times5\times7$。
- 第 2 步(奇偶不变):奇指数质因数是 $2,5,7$,结果必是 $2\times5\times7=\underline{\quad}$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$40320\div70=\underline{\quad}$,是完全平方数 $24^2$。
第三套题目:有一个算式 $12\times11\times10\times\cdots\times2\times1$,把其中一些“$\times$”换成“$\div$”,结果仍是自然数,最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$12!=479001600=2^{10}\times3^5\times5^2\times7\times11$。
- 第 2 步(奇偶不变):指数为奇数的质因数是 $3,7,11$,结果必是 $3\times7\times11=\underline{\quad}$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$479001600\div231=\underline{\quad}$,它是完全平方数,故最小值 $231$ 能取到。
12. 【原题 ch15-tuozhan-04】由 $1$、$2$、$3$、$4$ 各一个组成四位数 $\overline{abcd}$,使得 $a$、$\overline{ab}$、$\overline{abc}$、$\overline{abcd}$ 这四个自然数都不是 $3$ 的倍数,那么 $\overline{abcd}$ 最大是多少,最小是多少?
详细思路是哪类问题:这是「被 3 整除特征 + 排列最值」题:用 $1,2,3,4$ 各一次排成四位数,使 $a,\overline{ab},\overline{abc},\overline{abcd}$ 都不是 $3$ 的倍数。
关键切入点:被 $3$ 整除只看数字和。逐位累加数字和:$a$、$a+b$、$a+b+c$、$a+b+c+d=10$(恒不被 $3$ 整除,天然满足)。求最大时从高位尽量放大数字并保证每个前缀和都不被 $3$ 整除;求最小时从高位尽量放小。贪心逐位确定即可。
方法概述:把整除性化为“前缀数字和不被 3 整除”,从高位贪心地放最大/最小的可行数字。
规范步骤:- 被 $3$ 整除只看数字和,逐个前缀判断:$a,\ a+b,\ a+b+c,\ 10$ 都不被 $3$ 整除(被 3 整除特征)
- 求最大:$a=4,\ b=3$(和 $7$),$c$ 不能是 $2$(否则和 $9$):$c=1,\ d=2$(贪心最大)
- 得最大:$4312$
- 求最小:$a=1$,$b$ 不能是 $2$(和 $3$),取 $b=3$,$c$ 不能是 $2$(和 $6$):$c=4,\ d=2$(贪心最小)
- 得最小:$1342$
第一套题目:由 $2,3,4,5$ 各一个组成四位数 $\overline{abcd}$,使 $a,\overline{ab},\overline{abc},\overline{abcd}$ 都不是 $3$ 的倍数,那么 $\overline{abcd}$ 最大是多少,最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总和):$2+3+4+5=\underline{\quad}$,不被 $3$ 整除,所以整个四位数天然满足。
- 第 2 步(求最大):$a=5$;$a+b$ 不被 $3$,$b$ 取次大 $4$(和 $9$ 不行),取 $b=\underline{\quad}$(和 $8$);$a+b+c$ 不被 $3$,$c=2$(和 $10$);$d=4$。得 $5324$。
- 第 3 步(求最小):$a=2$;$b$ 不能使和为 $3$ 的倍数,$b=3$(和 $5$);$c$ 取 $5$(和 $10$);$d=4$。得 $\underline{\quad}$。
第二套题目:用写着 $1,2,3,4$ 的四张卡片排成一个四位数密码,要求从左往右读出的 $1$ 位、$2$ 位、$3$ 位、$4$ 位数都不是 $3$ 的倍数。这个密码最大是多少,最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总和):$1+2+3+4=\underline{\quad}$,不被 $3$ 整除。
- 第 2 步(求最大):$a=4,b=3$(和 $7$),$c$ 不能取 $2$(和 $9$),故 $c=1,d=2$,得 $\underline{\quad}$。
- 第 3 步(求最小):$a=1$,$b$ 取 $3$(和 $4$,$b=2$ 会得和 $3$),$c=4,d=2$,得 $1342$。
第三套题目:由 $1,3,4,5$ 各一个组成四位数 $\overline{abcd}$,使 $a,\overline{ab},\overline{abc},\overline{abcd}$ 都不是 $3$ 的倍数,求最大与最小。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总和):$1+3+4+5=\underline{\quad}$,不被 $3$ 整除。
- 第 2 步(求最大):$a=5$;$a+b$ 不被 $3$,$b=4$(和 $9$ 不行)取 $b=3$(和 $8$);$c=1$(和 $9$ 不行)取 $c=1$? 和 $9$——故 $c=4$? 和 $12$——只能 $c=1$ 与 $c=4$ 都被 $3$ 整除,改 $b=1$(和 $6$ 不行)… 正确路径:$a=5,b=3,c=4$? 和 $12$。逐一试得最大为 $4315$。
- 第 3 步(求最小):$a=1$,$b=3$(和 $4$),$c=4$(和 $8$),$d=5$,得 $\underline{\quad}$。
第三套题目:由 $1,2,3,4,7$ 各一个组成五位数 $\overline{abcde}$,使 $a,\overline{ab},\overline{abc},\overline{abcd},\overline{abcde}$ 都不是 $3$ 的倍数,求最大与最小。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总和):$1+2+3+4+7=\underline{\quad}$,$17$ 不被 $3$ 整除,整体天然满足。
- 第 2 步(求最大):从高位贪心并保证每个前缀和都不被 $3$ 整除,得最大 $74321$。
- 第 3 步(求最小):$a=1$,$b$ 不能使和为 $3$ 倍数……逐位贪心得最小 $\underline{\quad}$。
13. 【原题 ch15-tuozhan-05】在小于 $100$ 的正整数中,能被 $2$ 或 $3$ 整除,且不能被 $6$ 整除的数共有多少个?
详细思路是哪类问题:这是「容斥原理 + 整除计数」题:统计满足“被 $2$ 或 $3$ 整除,但不被 $6$ 整除”的个数。
关键切入点:被 $6$ 整除就是既被 $2$ 又被 $3$ 整除。要“被 $2$ 或 $3$ 整除但不被 $6$”,等于把被 $2$ 的、被 $3$ 的都数上,但被 $6$ 的那部分本该在“或”里算一次,如今要**完全排除**,所以要减两次。$1\sim99$ 中被 $2$ 的 $49$ 个、被 $3$ 的 $33$ 个、被 $6$ 的 $16$ 个,答案 $49+33-16\times2=50$。
方法概述:把被 6 整除的部分从并集里减两次(既不重复计、又要排除),即 $|A|+|B|-2|A\cap B|$。
规范步骤:- 小于 $100$ 中被 $2$ 整除的个数:$99\div2=49$(整除计数)
- 被 $3$ 整除的个数:$99\div3=33$(整除计数)
- 被 $6$ 整除的个数:$99\div6=16$(整除计数)
- 容斥(被 6 的减两次):$49+33-16\times2=50$(容斥原理)
第一套题目:在小于 $200$ 的正整数中,能被 $2$ 或 $3$ 整除,且不能被 $6$ 整除的数共有多少个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分别计数):小于 $200$ 中被 $2$ 整除的有 $199\div2=99\cdots1$,即 $\underline{\quad}$ 个;被 $3$ 整除的有 $199\div3=66\cdots1$,即 $\underline{\quad}$ 个;被 $6$ 整除的有 $199\div6=33\cdots1$,即 $\underline{\quad}$ 个。
- 第 2 步(容斥,被 $6$ 的减两次):$99+66-33\times2=\underline{\quad}$。
第二套题目:$1$ 到 $99$ 号储物柜中,凡编号能被 $2$ 或 $3$ 整除、但不能被 $6$ 整除的都要检修。一共有多少个柜子要检修?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分别计数):被 $2$ 整除的 $\underline{\quad}$ 个,被 $3$ 整除的 $33$ 个,被 $6$ 整除的 $16$ 个。
- 第 2 步(容斥):$49+33-16\times2=\underline{\quad}$。
第三套题目:在小于 $300$ 的正整数中,能被 $2$ 或 $5$ 整除,且不能被 $10$ 整除的数共有多少个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分别计数):小于 $300$ 中被 $2$ 整除的 $\underline{\quad}$ 个,被 $5$ 整除的 $59$ 个,被 $10$($=2\times5$)整除的 $29$ 个。
- 第 2 步(容斥,被 $10$ 减两次):$149+59-29\times2=\underline{\quad}$。
第三套题目:在小于 $200$ 的正整数中,能被 $2$、$3$、$5$ 中至少一个整除的数共有多少个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(单个):被 $2$ 的 $99$ 个、被 $3$ 的 $66$ 个、被 $5$ 的 $39$ 个。
- 第 2 步(两两交):被 $6$ 的 $33$ 个、被 $10$ 的 $19$ 个、被 $15$ 的 $13$ 个。
- 第 3 步(三交):被 $30$ 的 $6$ 个。
- 第 4 步(三集合容斥):$99+66+39-33-19-13+6=\underline{\quad}$。
14. 【原题 ch15-tuozhan-06】有 $15$ 位同学,每位同学都有个编号,他们的编号是 $1$ 号到 $15$ 号。$1$ 号同学写了一个自然数,$2$ 号说:“这个数能被 $2$ 整除”,$3$ 号接着说:“这个数能被 $3$ 整除”……依此下去,每位同学都说,这个数能被他的编号数整除。$1$ 号一一作了验证:只有两个同学(他们的编号是连续的)说得不对,其余同学都对。问:(1)说的不对的两位同学他们的编号是哪两个连续的自然数?(2)如果 $1$ 号同学写的自然数是一个五位数,那么这个自然数为多少?
详细思路是哪类问题:这是「整除连锁 + 最小公倍数」的逻辑题:只有两位编号连续的同学说错,其余编号都整除该数。
关键切入点:关键在“连锁性”:若某个小编号说错,会牵连它的倍数编号也说错,与“只有两个连续编号说错”矛盾。逐一排查发现只有去掉 $8$、$9$ 时,剩下的 $2\sim7,10\sim15$ 的整除性彼此相容($2,3,4,6$ 由 $12$ 保证,$5$ 由 $10,15$ 保证等),所以说错的是 $8$、$9$ 号。第 (2) 问求其余编号的最小公倍数 $[2,3,\dots,15\setminus\{8,9\}]=60060$,恰是五位数。
方法概述:用整除连锁排除会牵连别人的情形锁定连续错号,再求其余编号的最小公倍数。
规范步骤:- 错号必须连续且不牵连其它编号:排查得错号是 $8,9$(整除连锁)
- 其余编号:$2,3,4,5,6,7,10,11,12,13,14,15$(列举)
- 求最小公倍数:$[\dots]=60060$(最小公倍数)
- 验证是五位数:$60060$ 为五位数 √(范围核对)
第一套题目:$17$ 位同学编号 $1$ 到 $17$。从 $2$ 号起每人说“这个数能被我的编号整除”,只有两位编号连续的同学说错,其余都对。求:(1)说错的两位是谁?(2)若这个数是这样情形下最小的自然数,它是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(锁定错号):排查发现,去掉 $16$、$17$ 后剩下 $2\sim15$ 的整除性彼此相容,且它们连续,故错号是 $\underline{\quad}$ 号和 $17$ 号。
- 第 2 步(列其余编号):$2\sim15$。
- 第 3 步(求最小公倍数):$[2,3,\dots,15]=360360$,验算 $360360\div11=\underline{\quad}$、$360360\div13=\underline{\quad}$。
第二套题目:$15$ 张卡片编号 $1$ 到 $15$。老师写了一个数,除 $1$ 号外每张卡片都断言“这个数能被我的编号整除”,结果只有两张编号连续的卡片断言错误,其余都正确。(1)错的是哪两张?(2)若该数是五位数,它是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(锁定错号):由整除连锁排查,错的是连续的 $\underline{\quad}$ 号与 $9$ 号。
- 第 2 步(求最小公倍数):其余为 $2\sim7,10\sim15$,$[\dots]=60060$,验算 $60060\div7=\underline{\quad}$。
第三套题目:$20$ 位同学编号 $1$ 到 $20$,从 $2$ 号起每人说“这个数能被我的编号整除”,只有两位编号连续的同学说错。求:(1)说错的两位;(2)满足条件的最小自然数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(锁定错号):排查得错号仍是连续的 $16$、$17$(去掉后 $2\sim15,18,19,20$ 相容)。
- 第 2 步(求最小公倍数):$[2,\dots,20\setminus\{16,17\}]=6846840$,验算 $6846840\div19=\underline{\quad}$。
第三套题目:承原题,这个五位数是 $60060$。(1)把它分解质因数;(2)它一共有多少个约数?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$60060=2^2\times3\times5\times7\times11\times13$,验算 $4\times3\times5\times7\times11\times13=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(约数个数公式):各指数加 $1$ 相乘,$(2+1)\times(1+1)^5=3\times32=\underline{\quad}$。
15. 【原题 ch15-tuozhan-07】有 $2008$ 盏灯,分别对应编号为 $1$ 至 $2008$ 的 $2008$ 个开关。现在有编号为 $1$ 至 $2008$ 的 $2008$ 个人来按动这些开关。已知第 $1$ 个人按动的开关的编号是 $1$ 的倍数(也就是说他把所有开关都按了一遍),第 $2$ 个人按动的开关的编号是 $2$ 的倍数,第 $3$ 个人按动的开关的编号是 $3$ 的倍数……依次做下去,第 $2008$ 个人按动的开关的编号是 $2008$ 的倍数。如果开始的时候,灯全是亮着的,那么当这 $2008$ 个人按完后,还有多少盏灯是亮着的?
详细思路是哪类问题:这是「约数个数奇偶性 + 完全平方数」的开关灯问题:一盏灯被按的次数等于其编号的约数个数。
关键切入点:约数总是成对出现($d$ 与 $n/d$),只有当 $d=n/d$ 即 $n$ 是完全平方数时才多出一个,使约数个数为奇数。被按奇数次的灯状态改变(由亮变灭),所以变灭的正是编号为完全平方数的灯。$1\sim2008$ 中完全平方数有 $44$ 个($44^2=1936\le2008<2025=45^2$),故仍亮着的有 $2008-44=1964$ 盏。
方法概述:灯被按次数 = 编号约数个数,奇数次当且仅当编号是完全平方数,故灭灯数 = 平方数个数。
规范步骤:- 灯被按次数等于编号约数个数:约数成对出现(约数配对)
- 约数个数为奇数 $\Leftrightarrow$ 完全平方数:平方数才多一个约数(奇偶性)
- 数 $1\sim2008$ 中的平方数:$44^2=1936\le2008<45^2$,共 $44$ 个(完全平方数计数)
- 仍亮着的灯:$2008-44=1964$(作差)
第一套题目:有 $5000$ 盏灯与 $5000$ 个人,做法同原题(第 $k$ 人按编号是 $k$ 倍数的开关),灯起初全亮。按完后还有多少盏灯亮着?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(原理):变灭的灯编号是完全平方数。
- 第 2 步(数平方数):$70^2=4900\le5000<71^2=5041$,故 $1\sim5000$ 中平方数有 $\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(仍亮):$5000-70=\underline{\quad}$。
第二套题目:礼堂有 $2008$ 扇窗,编号 $1\sim2008$,起初全开。第 $k$ 个人去扳动编号为 $k$ 倍数的窗(开变关、关变开)。$2008$ 个人做完后,还有多少扇窗是开着的?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(原理):一扇窗被扳次数等于编号约数个数,只有编号是完全平方数才被扳奇数次而改变状态。
- 第 2 步(数平方数):$44^2=1936\le2008<45^2$,共 $\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(仍开):$2008-44=\underline{\quad}$。
第三套题目:有 $3000$ 盏灯,做法同原题,起初全亮。按完后还有多少盏亮着?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(数平方数):$54^2=2916\le3000<55^2=3025$,故平方数有 $\underline{\quad}$ 个。
- 第 2 步(仍亮):$3000-54=\underline{\quad}$。
第三套题目:有 $2008$ 盏灯,做法同原题。按完后:(1)有多少盏灯灭了?(2)灭掉的灯中,编号为偶数的有多少盏?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(灭灯数):灭掉的灯编号为完全平方数,$1\sim2008$ 中共 $\underline{\quad}$ 盏。
- 第 2 步(其中偶数编号):编号为平方数又是偶数,即 $(2k)^2$。$44^2=1936$ 内,$2k\le44$ 即 $k\le22$,故偶平方数有 $\underline{\quad}$ 个。
16. 【原题 ch15-tuozhan-08】狐狸和黄鼠狼进行跳跃比赛,狐狸每次跳 $4\frac{1}{2}$ 米,黄鼠狼每次跳 $2\frac{3}{4}$ 米,它们每秒钟都只跳一次。在比赛道路上,从起点开始每隔 $12\frac{3}{8}$ 米设有一个陷阱。请问:当它们之中有一个掉进陷阱时,另一个跳了多少米?
详细思路是哪类问题:这是「分数化整 + 最小公倍数」的落点问题:所有距离都是 $\dfrac18$ 米的整数倍,换单位后用最小公倍数求首次落陷阱的时刻。
关键切入点:规定 $\dfrac18$ 米为 $1$ 新米:狐狸每跳 $4\dfrac12=\dfrac{36}8$ 米 $=36$ 新米,黄鼠狼每跳 $2\dfrac34=\dfrac{22}8$ 米 $=22$ 新米,陷阱每隔 $12\dfrac38=\dfrac{99}8$ 米 $=99$ 新米。狐狸落陷阱要 $36$ 的倍数又是 $99$ 的倍数,即 $[36,99]=396$ 新米,用 $396\div36=11$ 秒;黄鼠狼 $[22,99]=198$,用 $198\div22=9$ 秒。黄鼠狼先掉($9<11$),此时狐狸跳了 $36\times9=324$ 新米 $=40.5$ 米。
方法概述:把带分数距离统一换成 1/8 米为单位的整数,用最小公倍数比较两者首次落陷阱的时刻。
规范步骤:- 换单位($\dfrac18$ 米 = 1 新米):狐狸 $36$、黄鼠狼 $22$、陷阱 $99$ 新米(分数化整)
- 狐狸首次落陷阱:$[36,99]=396\Rightarrow 396\div36=11$ 秒(最小公倍数)
- 黄鼠狼首次落陷阱:$[22,99]=198\Rightarrow 198\div22=9$ 秒(最小公倍数)
- 黄鼠狼先掉,算狐狸路程:$36\times9=324$ 新米 $=324\div8=40.5$ 米(比较与换算)
第一套题目:狐狸每次跳 $6\frac34$ 米,黄鼠狼每次跳 $3\frac34$ 米,每秒各跳一次;从起点起每隔 $16\frac78$ 米有一个陷阱。当其中一个掉进陷阱时,另一个跳了多少米?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(换单位):以 $\dfrac18$ 米为 $1$ 新米,狐狸 $\dfrac{54}8=54$、黄鼠狼 $\dfrac{30}8=30$、陷阱 $\dfrac{135}8=135$ 新米。
- 第 2 步(狐狸落陷阱):$[54,135]=270$,$270\div54=\underline{\quad}$ 秒。
- 第 3 步(黄鼠狼落陷阱):$[30,135]=270$,$270\div30=9$ 秒。狐狸先掉($5<9$)。
- 第 4 步(算黄鼠狼路程):$30\times5=150$ 新米 $=150\div8=\underline{\quad}$ 米。
第二套题目:两只青蛙沿直线跳,甲每次跳 $4\frac12$ 米、乙每次跳 $2\frac34$ 米,每秒各跳一次;从起点起每隔 $12\frac38$ 米有一个荷叶洞。当有一只跳进洞里时,另一只跳了多少米?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(换单位):$\dfrac18$ 米为 $1$ 新米,甲 $36$、乙 $22$、洞 $99$ 新米。
- 第 2 步(甲落洞):$[36,99]=396$,$396\div36=\underline{\quad}$ 秒。
- 第 3 步(乙落洞):$[22,99]=198$,$198\div22=9$ 秒,乙先掉。此时甲跳了 $36\times9=324$ 新米 $=324\div8=\underline{\quad}$ 米。
第三套题目:甲每次跳 $6\frac14$ 米、乙每次跳 $3\frac34$ 米,每秒各跳一次;每隔 $9\frac38$ 米有一个陷阱。当有一个掉进陷阱时,另一个跳了多少米?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(换单位):$\dfrac18$ 米为 $1$ 新米,甲 $50$、乙 $30$、陷阱 $75$ 新米。
- 第 2 步(甲落陷阱):$[50,75]=150$,$150\div50=\underline{\quad}$ 秒。
- 第 3 步(乙落陷阱):$[30,75]=150$,$150\div30=5$ 秒,甲先掉($3<5$)。此时乙跳 $30\times3=90$ 新米 $=90\div8=\underline{\quad}$ 米。
17. 【原题 ch15-tuozhan-09】一个偶数恰有 $6$ 个约数不是 $3$ 的倍数,恰有 $8$ 个约数不是 $5$ 的倍数。请问:这个偶数是多少?
详细思路是哪类问题:这是「受限约数个数反求数」题:给出“不是 $3$ 的倍数的约数个数”“不是 $5$ 的倍数的约数个数”,反推这个偶数。
关键切入点:把数写成 $2^a\times3^b\times5^c\times\cdots$。“不是 $3$ 的倍数的约数”即 $3$ 的指数取 $0$,个数 $=(a+1)(c+1)\cdots$;“不是 $5$ 的倍数的约数”即 $5$ 的指数取 $0$,个数 $=(a+1)(b+1)\cdots$。由 $6=(a+1)(c+1)$、$8=(a+1)(b+1)$,且是偶数($a\ge1$),解得 $a=1,b=3,c=2$,即 $2\times3^3\times5^2=1350$。
方法概述:把“不是某质数倍数的约数个数”转成去掉该质因子后的约数个数方程,联立求各指数。
规范步骤:- 设 $N=2^a\times3^b\times5^c$:$a\ge1$(偶数)(质因数分解)
- 不是 $3$ 倍数的约数个数:$(a+1)(c+1)=6$(去掉 3 计数)
- 不是 $5$ 倍数的约数个数:$(a+1)(b+1)=8$(去掉 5 计数)
- 解方程组:$a=1,\ c=2,\ b=3$(联立求解)
- 写出数:$2\times3^3\times5^2=1350$(回代)
第一套题目:一个偶数恰有 $6$ 个约数不是 $3$ 的倍数,恰有 $10$ 个约数不是 $5$ 的倍数。这个偶数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(设形式):$N=2^a\times3^b\times5^c$,$a\ge1$。
- 第 2 步(列方程):不是 $3$ 倍数的约数个数 $(a+1)(c+1)=\underline{\quad}$;不是 $5$ 倍数的约数个数 $(a+1)(b+1)=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(解方程):由 $(a+1)$ 同时整除 $6$ 和 $10$ 得 $a+1=2$,$a=1$;于是 $c+1=3,c=2$,$b+1=5,b=4$。
- 第 4 步(写数):$2\times3^4\times5^2=2\times81\times25=\underline{\quad}$。
第二套题目:某仓库货物总数是偶数,它的约数中不是 $3$ 的倍数的恰有 $6$ 个,不是 $5$ 的倍数的恰有 $8$ 个。货物总数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(设形式):总数 $N=2^a\times3^b\times5^c$,$a\ge1$。
- 第 2 步(列方程):$(a+1)(c+1)=\underline{\quad}$,$(a+1)(b+1)=8$。
- 第 3 步(解):$a+1=2$,$a=1,c=2,b=3$,$N=2\times27\times25=\underline{\quad}$。
第三套题目:一个偶数恰有 $8$ 个约数不是 $3$ 的倍数,恰有 $6$ 个约数不是 $5$ 的倍数。这个偶数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(设形式):$N=2^a\times3^b\times5^c$,$a\ge1$。
- 第 2 步(列方程):$(a+1)(c+1)=\underline{\quad}$,$(a+1)(b+1)=6$。
- 第 3 步(解):$a+1=2$,$a=1,c=3,b=2$,$N=2\times9\times125=\underline{\quad}$。
第三套题目:承原题得这个偶数是 $1350$。(1)把它分解质因数;(2)它一共有多少个约数?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$1350=2\times3^3\times5^2$,验算 $2\times27\times25=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(约数个数公式):$(1+1)(3+1)(2+1)=\underline{\quad}$。
18. 【原题 ch15-tuozhan-10】一个合数,其最大的两个约数之和为 $1164$。求所有满足要求的合数。
详细思路是哪类问题:这是「约数之和反求合数」题:合数最大的两个约数之和给定,求所有满足的合数。
关键切入点:设合数 $=a\times b$,其中 $a$ 是次大约数、$b$ 是最小质因数,则最大两约数之和 $=ab+a=a(b+1)$。$1164=2^2\times3\times97$,$b$ 是最小质因数,$b+1$ 是 $1164$ 的因数。枚举:$b=2$($b+1=3$)得 $a=388$,数 $=776$;$b=3$($b+1=4$)得 $a=291$,数 $=873$;$b=11$($b+1=12$)得 $a=97$,数 $=1067$。$b=5$($b+1=6$)得数 $=970$,但 $970$ 的最小质因数是 $2$ 而非 $5$,舍去。
方法概述:把最大两约数之和写成 $a(b+1)$($b$ 为最小质因数),分解后枚举并验证最小质因数。
规范步骤:- 写成 $a(b+1)$:$ab+a=a(b+1)=1164$(约数结构)
- 分解:$1164=2^2\times3\times97$(质因数分解)
- 枚举 $b$(最小质因数):$b=2,3,5,11$ 依次试(分类枚举)
- 验证并舍去矛盾解:$b=5$ 得 $970$(最小质因数为 $2$)舍去(验证)
- 写出全部解:$776,873,1067$(汇总)
第一套题目:一个合数,其最大的两个约数之和为 $1452$。求所有满足要求的合数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(写结构):合数 $=a(b+1)$,$b$ 为最小质因数,$b+1$ 是 $1452$ 的因数。
- 第 2 步(分解):$1452=2^2\times3\times\underline{\quad}$(即 $2^2\times3\times121=4\times3\times121$)。
- 第 3 步(枚举):$b=2$($b+1=3$)得 $a=484$,数 $=968$;$b=3$($b+1=4$)得 $a=363$,数 $=\underline{\quad}$;$b=11$($b+1=12$)得 $a=121$,数 $=\underline{\quad}$。$b=5$ 得 $1210$,最小质因数为 $2$,舍去。
第二套题目:某展厅编号是一个合数,其最大的两个约数之和为 $1164$。所有可能的编号是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(写结构):编号 $=a(b+1)$,$b$ 为最小质因数。
- 第 2 步(分解):$1164=2^2\times3\times\underline{\quad}$。
- 第 3 步(枚举):$b=2$ 得 $776$,$b=3$ 得 $873$,$b=11$ 得 $1067$;$b=5$ 得 $970$(最小质因数为 $2$)舍去。合计 $776+873+1067=\underline{\quad}$(供核对)。
第三套题目:一个合数,其最大的两个约数之和为 $1212$。求所有满足要求的合数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(写结构):合数 $=a(b+1)$,$b$ 为最小质因数。
- 第 2 步(分解):$1212=2^2\times3\times\underline{\quad}$。
- 第 3 步(枚举):$b=2$ 得 $a=404$、数 $808$;$b=3$ 得 $a=303$、数 $909$;$b=11$ 得 $a=101$、数 $\underline{\quad}$。$b=5$ 得 $1010$(最小质因数 $2$)舍。
第三套题目:一个合数,其最大的两个约数之和为 $1164$。(1)求所有满足要求的合数;(2)求这些合数之和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(枚举):由 $a(b+1)=1164=2^2\times3\times97$ 枚举得 $b=2\to776$、$b=3\to873$、$b=11\to1067$($b=5$ 得 $970$ 舍)。
- 第 2 步(求和):$776+873+1067=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(奇偶观察):其中是偶数的只有 $776$($b=2$ 那一个),奇数有 $873,1067$ 共 $\underline{\quad}$ 个。
19. 【原题 ch15-tuozhan-11】已知 $a$ 与 $b$ 是两个正整数,且 $a>b$。请问:(1)如果它们的最小公倍数是 $36$,那么这两个正整数有多少种情况?(2)如果它们的最小公倍数是 $120$,那么这两个正整数有多少种情况?
详细思路是哪类问题:这是「给定最小公倍数求数对个数」题:两数最小公倍数已知,按各质因子最高次幂“由谁提供”计数。
关键切入点:两数都是最小公倍数的约数。对每个质因子 $p^e$,两数中 $p$ 的指数 $(x,y)$ 必须满足 $\max(x,y)=e$,这样的 $(x,y)$ 有 $2e+1$ 种($x=e$ 时 $y$ 取 $0\sim e$ 共 $e+1$ 种,$y=e,x<e$ 再 $e$ 种)。各质因子相乘得**有序对**总数,减去 $a=b$ 的 $1$ 种再除以 $2$ 得 $a>b$ 的对数。$36=2^2\times3^2$:$(2\times2+1)(2\times2+1)=25$,$(25-1)\div2=12$;$120=2^3\times3\times5$:$7\times3\times3=63$,$(63-1)\div2=31$。
方法概述:对每个质因子按“谁提供最高次幂”数出 $2e+1$ 种,相乘得有序对,再化成 $a>b$ 的无序对。
规范步骤:- 每个质因子 $p^e$ 的指数对有 $2e+1$ 种:$\max(x,y)=e$(最值分配计数)
- $36=2^2\times3^2$:$(2\cdot2+1)(2\cdot2+1)=25$(有序)(乘法原理)
- 化成 $a>b$:$(25-1)\div2=12$(去掉相等再折半)
- $120=2^3\times3\times5$:$7\times3\times3=63$,$(63-1)\div2=31$(同法)
第一套题目:两个正整数 $a>b$,(1)若它们的最小公倍数是 $72$,有多少种情况?(2)若最小公倍数是 $360$,有多少种情况?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步($72=2^3\times3^2$):有序对 $(2\times3+1)\times(2\times2+1)=7\times5=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(化 $a>b$):$(35-1)\div2=\underline{\quad}$。
- 第 3 步($360=2^3\times3^2\times5$):有序对 $7\times5\times3=\underline{\quad}$,$a>b$ 有 $(105-1)\div2=\underline{\quad}$。
第二套题目:两台机器的运转周期都是整数天,$a>b$。(1)若两周期的最小公倍数是 $36$ 天,有多少种可能?(2)若是 $120$ 天,有多少种可能?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步($36=2^2\times3^2$):有序对 $(2\times2+1)(2\times2+1)=\underline{\quad}$,$a>b$ 有 $(25-1)\div2=\underline{\quad}$。
- 第 2 步($120=2^3\times3\times5$):有序对 $7\times3\times3=63$,$a>b$ 有 $(63-1)\div2=\underline{\quad}$。
第三套题目:两个正整数 $a>b$,最小公倍数是 $180$,共有多少种情况?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$180=2^2\times3^2\times5$。
- 第 2 步(有序对):$(2\times2+1)(2\times2+1)(2\times1+1)=5\times5\times3=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(化 $a>b$):$(75-1)\div2=\underline{\quad}$。
第三套题目:两个正整数 $a>b$,最小公倍数是 $144$。(1)共有多少种情况?(2)其中 $a$、$b$ 互质的有多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$144=2^4\times3^2$。有序对 $(2\times4+1)(2\times2+1)=9\times5=\underline{\quad}$,$a>b$ 有 $(45-1)\div2=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(互质):互质要求两数不共享质因子。无序对只有“$16$ 与 $9$”和“$144$ 与 $1$”,共 $\underline{\quad}$ 种(都满足 $a>b$)。
20. 【原题 ch15-tuozhan-12】已知 $a$ 与 $b$ 的最大公约数是 $14$,$a$ 与 $c$ 的最小公倍数是 $350$,$b$ 与 $c$ 的最小公倍数也是 $350$。满足上述条件的正整数 $a$、$b$、$c$ 共有多少组?
详细思路是哪类问题:这是「公约数公倍数联合计数」题:对 $a,b,c$ 各质因子指数受最大公约数、最小公倍数约束分别计数,再乘法原理相乘。
关键切入点:$(a,b)=14=2\times7$,$[a,c]=[b,c]=350=2\times5^2\times7$。由 $(a,b)=14$ 且都是 $350$ 相关约数,可写 $a=2\times7\times5^x$、$b=2\times7\times5^y$,$x,y$ 至少一个为 $0$(否则最大公约数含 $5$):$(x,y)$ 共 $5$ 种。$c=2^u\times7^v\times5^2$,$u,v\in\{0,1\}$ 共 $4$ 种。乘法原理 $5\times4=20$。
方法概述:把最大公约数、最小公倍数条件翻译成各质因子指数的取值约束,分别计数后相乘。
规范步骤:- 由 $(a,b)=14$ 设 $a=2\cdot7\cdot5^x,\ b=2\cdot7\cdot5^y$:$x,y$ 至少一个为 $0$(最大公约数约束)
- $(x,y)$ 的取法:$x=0$ 时 $y\in\{0,1,2\}$,$y=0$ 时 $x\in\{0,1,2\}$,共 $5$ 种(计数)
- 由 $[a,c]=[b,c]=350$ 设 $c=2^u\cdot7^v\cdot5^2$:$u,v\in\{0,1\}$,共 $4$ 种(最小公倍数约束)
- 乘法原理:$5\times4=20$(乘法原理)
第一套题目:已知 $a$ 与 $b$ 的最大公约数是 $6$,$a$ 与 $c$、$b$ 与 $c$ 的最小公倍数都是 $450$。满足条件的正整数 $a,b,c$ 共有多少组?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$6=2\times3$,$450=2\times3^2\times5^2$。
- 第 2 步($a,b$ 计数):设 $a=2\times3\times5^x$、$b=2\times3\times5^y$,$x,y$ 至少一个为 $0$,各可取 $0,1,2$,共 $3+3-1=\underline{\quad}$ 种。
- 第 3 步($c$ 计数):$c=2^u\times3^v\times5^2$,$u\in\{0,1\}$、$v\in\{0,1,2\}$ 但需保证与 $a,b$ 的最小公倍数为 $450$,$v$ 可取 $0,1,2$ 共 $3$ 种、$u$ 取 $2$ 种,$c$ 共 $2\times3=\underline{\quad}$ 种。
- 第 4 步(乘法原理):$5\times6=\underline{\quad}$。
第二套题目:三种齿轮 $a,b,c$ 的齿数满足:$a,b$ 的最大公约数是 $14$,$a$ 与 $c$、$b$ 与 $c$ 的最小公倍数都是 $350$。满足条件的齿数组 $(a,b,c)$ 共有多少组?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$14=2\times7$,$350=2\times5^2\times7$。
- 第 2 步($a,b$ 计数):$a=2\times7\times5^x$、$b=2\times7\times5^y$,$x,y$ 至少一个为 $0$,共 $\underline{\quad}$ 种。
- 第 3 步($c$ 计数):$c=2^u\times7^v\times5^2$,$u,v\in\{0,1\}$,共 $\underline{\quad}$ 种。
- 第 4 步(乘法原理):$5\times4=\underline{\quad}$。
第三套题目:已知 $a,b$ 的最大公约数是 $22$,$a$ 与 $c$、$b$ 与 $c$ 的最小公倍数都是 $550$。满足条件的 $a,b,c$ 共有多少组?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$22=2\times11$,$550=2\times5^2\times11$。
- 第 2 步($a,b$ 计数):$a=2\times11\times5^x$、$b=2\times11\times5^y$,$x,y$ 至少一个为 $0$,共 $\underline{\quad}$ 种。
- 第 3 步($c$ 计数):$c=2^u\times11^v\times5^2$,$u,v\in\{0,1\}$,共 $2\times2=\underline{\quad}$ 种。
- 第 4 步(乘法原理):$5\times4=\underline{\quad}$。
第三套题目:已知 $a,b$ 的最大公约数是 $14$,$a$ 与 $c$、$b$ 与 $c$ 的最小公倍数都是 $350$,且 $a>b$。满足条件的 $a,b,c$ 共有多少组?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先数无 $a>b$ 限制的 $(a,b)$):共 $5$ 种,其中 $a=b$ 的只有 $x=y=0$ 那 $1$ 种。
- 第 2 步(去相等再折半):$a>b$ 的 $(a,b)$ 有 $(5-1)\div2=\underline{\quad}$ 种。
- 第 3 步(乘 $c$ 的 $4$ 种):$2\times4=\underline{\quad}$。
21. 【原题 ch15-tuozhan-13】已知两个连续的两位数除以 $5$ 的余数之和是 $5$,除以 $6$ 的余数之和是 $5$,除以 $7$ 的余数之和是 $1$。求这两个两位数。
详细思路是哪类问题:这是「连续整数余数关系」题:由两个连续两位数除以 $5,6,7$ 的余数之和反推第一个数。
关键切入点:设第一个数为 $n$,则 $n$ 与 $n+1$ 除以 $m$ 的余数通常相差 $1$(除非 $n+1$ 恰好被 $m$ 整除,此时后者余数变 $0$)。除以 $5$ 余数和为 $5$:常见情形是 $2+3=5$,即 $n$ 除以 $5$ 余 $2$。除以 $6$ 余数和为 $5$:$2+3$,$n$ 除以 $6$ 余 $2$。除以 $7$ 余数和为 $1$:只能 $0+1$,即 $n$ 被 $7$ 整除。满足“除以 $7$ 余 $0$、除以 $5$ 余 $2$”的两位数逐一验证第二个条件,得 $n=77$。
方法概述:由连续两数余数之和倒推第一个数对各模的余数,再在两位数范围枚举验证。
规范步骤:- 除以 $5$ 余数和 $5$:$n\equiv 2\pmod 5$(连续数余数)
- 除以 $7$ 余数和 $1$:$n\equiv 0\pmod 7$(连续数余数)
- 满足前两条的两位数:$7,42,77$ 中的两位数 $42,77$(枚举)
- 验除以 $6$ 余数和 $5$:$77\div6=12\cdots5$,$78\div6=13\cdots0$,和 $5$ √($42$ 不合)(验证)
第一套题目:两个连续的两位数除以 $5$ 的余数之和是 $5$,除以 $6$ 的余数之和是 $3$,除以 $7$ 的余数之和是 $6$。求这两个两位数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(除以 $5$):余数和 $5=2+3$,故第一个数 $n\equiv 2\pmod 5$。
- 第 2 步(除以 $7$):余数和 $6=3+\underline{\quad}$,故 $n\equiv 3\pmod 7$。
- 第 3 步(除以 $6$):余数和 $3$,$n$ 除以 $6$ 余数与 $n+1$ 的余数之和为 $3$,即 $n\equiv 1\pmod 6$。
- 第 4 步(枚举验证):同时满足 $n\equiv2(5),\ n\equiv3(7),\ n\equiv1(6)$ 的两位数是 $\underline{\quad}$,故两数为 $97,98$。
第二套题目:两筐连续编号(两位数)的苹果,编号除以 $5$ 的余数之和是 $5$、除以 $6$ 的余数之和是 $5$、除以 $7$ 的余数之和是 $1$。求这两个编号。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(除以 $5$、$7$):由余数和得 $n\equiv 2\pmod 5$、$n\equiv 0\pmod 7$。
- 第 2 步(枚举):两位数中被 $7$ 整除又除以 $5$ 余 $2$ 的是 $\underline{\quad}$。
- 第 3 步(验除以 $6$):$77\div6=12\cdots5$、$78\div6=13\cdots0$,余数和 $5+0=\underline{\quad}$ √。
第三套题目:两个连续的两位数除以 $7$ 的余数之和是 $1$,除以 $8$ 的余数之和是 $11$,除以 $9$ 的余数之和是 $11$。求这两个两位数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(除以 $7$):余数和 $1=0+1$,故 $n\equiv 0\pmod 7$。
- 第 2 步(除以 $8$):余数和 $11=5+6$,故 $n\equiv 5\pmod 8$。
- 第 3 步(除以 $9$):余数和 $11=5+6$,故 $n\equiv 5\pmod 9$,即 $n\equiv 5\pmod{72}$。
- 第 4 步(枚举):被 $7$ 整除且除以 $72$ 余 $5$ 的两位数是 $\underline{\quad}$,故两数为 $77,78$。
第三套题目:三个连续的两位数除以 $5$ 的余数之和是 $9$,除以 $7$ 的余数之和是 $15$,除以 $9$ 的余数之和是 $15$。求这三个两位数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(除以 $5$):三个连续数余数和 $9$,只可能是 $2+3+4$,故最小数 $n\equiv 2\pmod 5$。
- 第 2 步(除以 $7$):余数和 $15=4+5+6$,故 $n\equiv 4\pmod 7$。
- 第 3 步(除以 $9$):余数和 $15=4+5+6$,故 $n\equiv 4\pmod 9$。
- 第 4 步(枚举验证):同时满足 $n\equiv2(5),\ n\equiv4(7),\ n\equiv4(9)$ 的两位数是 $\underline{\quad}$,故三数为 $67,68,69$。
22. 【原题 ch15-tuozhan-14】如图 $15-1$,在一个圆圈上有几十个孔(不到 $100$ 个)。小明像玩跳棋那样从 $A$ 孔出发沿着逆时针方向,每隔几个孔跳一步,希望一圈以后能跳回到 $A$ 孔。他先试着每隔 $2$ 个孔跳一步,结果只能跳到 $B$ 孔。他又试着每隔 $4$ 个孔跳一步,也只能跳到 $B$ 孔。最后他每隔 $6$ 个孔跳一步,正好回到 $A$ 孔。问:这个圆圈上共有多少个孔?
详细思路是哪类问题:这是「环形跳棋同余」题:每隔 $k$ 个孔跳一步即步长 $k+1$,能否回到出发点取决于孔数与步长的整除关系。
关键切入点:每隔 $2$ 个孔跳(步长 $3$)只能到 $B$(差一步回不到 $A$),说明孔数除以 $3$ 余 $1$;每隔 $4$ 个孔跳(步长 $5$)也只到 $B$,说明孔数除以 $5$ 余 $1$;每隔 $6$ 个孔跳(步长 $7$)恰好回到 $A$,说明孔数被 $7$ 整除。满足“除以 $3$ 余 $1$、除以 $5$ 余 $1$”即除以 $15$ 余 $1$:$16,31,46,61,76,91$,其中被 $7$ 整除的只有 $91$。
方法概述:把“跳到 B / 回到 A”翻译成孔数对步长的余数条件,化成同余后在不到 100 的范围枚举。
规范步骤:- 隔 $2$ 到 $B$:孔数 $\equiv 1\pmod 3$(同余)
- 隔 $4$ 到 $B$:孔数 $\equiv 1\pmod 5$(同余)
- 隔 $6$ 回 $A$:孔数 $\equiv 0\pmod 7$(整除)
- 枚举 $\equiv1\pmod{15}$ 且被 $7$ 整除:$16,31,46,61,76,91$ 中只有 $91$(枚举验证)
第一套题目:圆圈上不到 $100$ 个孔。每隔 $4$ 个孔跳一步只能到 $B$,每隔 $8$ 个孔跳一步也只能到 $B$,每隔 $12$ 个孔跳一步恰好回到 $A$。共有多少个孔?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(翻译):隔 $4$(步长 $5$)到 $B$ 说明孔数 $\equiv 1\pmod 5$;隔 $8$(步长 $9$)到 $B$ 说明 $\equiv 1\pmod 9$;隔 $12$(步长 $13$)回 $A$ 说明被 $13$ 整除。
- 第 2 步(合并):$\equiv1\pmod5$ 且 $\equiv1\pmod9$ 即 $\equiv1\pmod{45}$:$46,91$。
- 第 3 步(筛被 $13$ 整除):$91\div13=\underline{\quad}$,故孔数是 $91$。
第二套题目:一条环形跑道上均匀分布着不到 $100$ 个标志桩。运动员从 $A$ 桩出发,每隔 $2$ 个桩跳一步只能到 $B$,每隔 $4$ 个桩跳一步也只能到 $B$,每隔 $6$ 个桩跳一步恰好回到 $A$。跑道上有多少个标志桩?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(翻译):孔(桩)数 $\equiv1\pmod3$、$\equiv1\pmod5$、被 $7$ 整除。
- 第 2 步(合并前两条):$\equiv1\pmod{15}$:$16,31,46,61,76,91$。
- 第 3 步(筛):其中被 $7$ 整除的是 $\underline{\quad}$。
第三套题目:圆圈上不到 $100$ 个孔。每隔 $3$ 个孔跳一步只能到 $B$,每隔 $6$ 个孔跳一步也只能到 $B$,每隔 $4$ 个孔跳一步恰好回到 $A$。共有多少个孔?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(翻译):隔 $3$(步长 $4$)到 $B$ 说明孔数 $\equiv1\pmod4$;隔 $6$(步长 $7$)到 $B$ 说明 $\equiv1\pmod7$;隔 $4$(步长 $5$)回 $A$ 说明被 $5$ 整除。
- 第 2 步(合并前两条):$\equiv1\pmod4$ 且 $\equiv1\pmod7$ 即 $\equiv1\pmod{28}$:$29,57,85$。
- 第 3 步(筛被 $5$ 整除):只有 $85$,$85\div5=\underline{\quad}$。
第三套题目:圆圈上不到 $200$ 个孔且孔数为偶数。每隔 $2$ 个孔跳一步只能到 $B$,每隔 $4$ 个孔跳一步也只能到 $B$,每隔 $6$ 个孔跳一步恰好回到 $A$。共有多少个孔?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(翻译):孔数 $\equiv1\pmod3$、$\equiv1\pmod5$、被 $7$ 整除,即 $\equiv1\pmod{15}$ 且被 $7$ 整除。
- 第 2 步(在 $<200$ 内枚举):满足 $\equiv1\pmod{105}$($15$ 与 $7$ 的配合)的解为 $91,196$(因 $196=91+105$)。
- 第 3 步(取偶数):$91$ 是奇数,$196$ 是偶数,故孔数是 $196$,$196\div7=\underline{\quad}$、$196-15\times13=\underline{\quad}$。
23. 【原题 ch15-xingqu-01】如果某整数同时具备如下三条性质:①这个数与 $1$ 的差是质数;②这个数除以 $2$ 所得的商也是质数;③这个数除以 $9$ 所得的余数是 $5$。那么我们称这个整数为“幸运数”。求出所有的两位幸运数。
详细思路是哪类问题:这是「新定义数 + 枚举筛选」类数论题:题目用三条性质定义了“幸运数”,要求把两位数里满足全部三条的数找出来。
关键切入点:关键是先挑一条**筛选力最强、能一次砍掉大半候选**的条件先用。条件②说“这个数除以 $2$ 所得的商”,说明它必须能被 $2$ 整除,即是偶数;条件③把范围压到“除以 $9$ 余 $5$”,即形如 $9k+5$。两条合起来,两位数候选只剩 $14,32,50,68,86$ 五个,最后再用条件①($n-1$ 是质数)和②($n\div 2$ 是质数)逐个验证即可。
方法概述:先用整除性与余数把候选压到极少,再逐个验质数。
规范步骤:- 由条件②知这个数能被 $2$ 整除:$n=2\times(\text{质数})$,$n$ 为偶数(商存在即整除)
- 由条件③写成带余除法形式:$n=9k+5$(带余除法)
- 两位数中形如 $9k+5$ 且为偶数的只有五个:$14,\ 32,\ 50,\ 68,\ 86$(枚举筛选)
- 逐个验条件①($n-1$ 是质数):$13$ 是质数;$31$ 是质数;$49=7\times7$ 不是;$67$ 是质数;$85=5\times17$ 不是(质数判定)
- 再验条件②($n\div 2$ 是质数):$14\div2=7$ 质数;$32\div2=16$ 不是;$68\div2=34$ 不是(质数判定)
- 只有 $14$ 三条全中:$14-1=13,\ 14\div2=7,\ 14\div9=1\cdots5$(综合验证)
第一套题目:如果某整数同时具备如下三条性质:①这个数与 $1$ 的差是质数;②这个数除以 $2$ 所得的商也是质数;③这个数除以 $9$ 所得的余数是 $8$。那么称它为“吉祥数”。求出所有的两位吉祥数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先看哪条最好用):条件②里出现“除以 $2$ 的商”,说明这个数一定能被 $2$ 整除,即它是 $\underline{\quad}$ 的倍数(偶数)。
- 第 2 步(把③翻译成算式):除以 $9$ 余 $8$ 就是写成 $9k+8$。两位数中这样的偶数依次是 $9\times2+8=\underline{\quad}$、$9\times4+8=\underline{\quad}$、$9\times6+8=\underline{\quad}$、$9\times8+8=\underline{\quad}$、$9\times10+8=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(用①筛):算出各候选减 $1$:$26-1=\underline{\quad}$($=5\times5$,不是质数,淘汰);$44-1=\underline{\quad}$(质数,保留);$62-1=\underline{\quad}$(质数,保留);$80-1=79$、$98-1=97$ 也是质数,保留。
- 第 4 步(用②筛):再算商:$44\div2=\underline{\quad}$($=2\times11$,不是质数);$62\div2=\underline{\quad}$(质数,通过);$80\div2=40$、$98\div2=49=7\times7$ 都不是质数。
- 第 5 步(下结论):三条全中的只有 $\underline{\quad}$。
第二套题目:某储物柜的密码是一个两位数,管理员给出三条提示:①密码减 $1$ 后是一个质数;②密码除以 $2$ 得到的商是质数;③密码除以 $9$ 余 $5$。请求出这个密码。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(由②定奇偶):既然密码除以 $2$ 有商,它必是 $\underline{\quad}$ 的倍数,即偶数。
- 第 2 步(由③列候选):密码形如 $9k+5$,两位数中的偶数候选为 $9\times1+5=\underline{\quad}$、$9\times3+5=\underline{\quad}$、$9\times5+5=\underline{\quad}$、$9\times7+5=\underline{\quad}$、$9\times9+5=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(用①筛):$50-1=\underline{\quad}$($=7\times7$,淘汰);$86-1=\underline{\quad}$($=5\times17$,淘汰);剩 $14,32,68$。
- 第 4 步(用②筛):$32\div2=\underline{\quad}$、$68\div2=\underline{\quad}$ 都不是质数;$14\div2=\underline{\quad}$ 是质数。
- 第 5 步(下结论):密码是 $\underline{\quad}$。
第三套题目:若整数 $n$ 同时满足:①$n+1$ 是质数;②$n\div 2$ 的商是质数;③$n$ 除以 $7$ 余 $5$。求出所有的两位 $n$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(定奇偶):由②知 $n$ 是 $\underline{\quad}$ 的倍数,为偶数。
- 第 2 步(列候选):$n=7k+5$,两位数中的偶数有 $7\times1+5=\underline{\quad}$、$7\times3+5=\underline{\quad}$、$7\times5+5=\underline{\quad}$、$7\times7+5=\underline{\quad}$、$7\times9+5=\underline{\quad}$、$7\times11+5=\underline{\quad}$、$7\times13+5=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(用②筛:商必须是质数):$12\div2=\underline{\quad}$(不是质数)、$26\div2=13$(质数)、$40\div2=20$(不是)、$54\div2=27$(不是)、$68\div2=34$(不是)、$82\div2=\underline{\quad}$(质数)、$96\div2=48$(不是),只剩 $26$ 与 $82$。
- 第 4 步(用①筛):$26+1=\underline{\quad}$($=27$,$=3^3$,不是质数,淘汰);$82+1=\underline{\quad}$(质数,通过)。
- 第 5 步(下结论):$n=\underline{\quad}$。
第三套题目:仍按下述三条定义“幸运数”:①这个数与 $1$ 的差是质数;②这个数除以 $2$ 所得的商是质数;③这个数除以 $9$ 所得的余数是 $5$。请求出所有的**三位**幸运数,并求它们的总和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(缩小范围):由②知这个数是偶数,由③知它形如 $9k+5$;$9k+5$ 为偶数要求 $k$ 是奇数,于是三位候选为 $k=11,13,15,\dots,99$ 共 $\underline{\quad}$ 个。
- 第 2 步(用②强力筛):$n\div2$ 必须是质数,说明 $n=2p$($p$ 为质数),把候选进一步压缩。
- 第 3 步(逐个验证保留的数):$158-1=\underline{\quad}$ 是质数且 $158\div2=\underline{\quad}$ 是质数;$194-1=193$、$194\div2=\underline{\quad}$ 都是质数。
- 第 4 步(继续验证):$662-1=661$、$662\div2=\underline{\quad}$;$734-1=733$、$734\div2=\underline{\quad}$;$878-1=877$、$878\div2=\underline{\quad}$,均为质数。
- 第 5 步(核对③):例如 $158=9\times17+\underline{\quad}$,余数确为 $5$。
- 第 6 步(求总和):$158+194+662+734+878=\underline{\quad}$。
24. 【原题 ch15-xingqu-02】一个五位数 $8\square 25\square$,方格中的数未知。请问:(1)如果该数能被 $72$ 整除,这个五位数是多少?(2)如果该数能被 $55$ 整除,这个五位数是多少?
详细思路是哪类问题:这是「整除特征型数字谜」:给定含空位的多位数,要求它被某个合数整除,反推空位数字。
关键切入点:关键是把合数**拆成互质的两个因数**,再分别用整除特征去卡一个空位。$72=8\times9$:被 $8$ 整除只看末三位,而末三位是 $25\square$,只含个位这一个未知数,能一举定下个位;定下个位后数字和只剩千位未知,用被 $9$ 整除(数字和是 $9$ 的倍数)即可定千位。$55=5\times11$:被 $5$ 整除定个位只能是 $0$ 或 $5$,再用被 $11$ 整除的“奇偶位数字和之差是 $11$ 的倍数”定千位。
方法概述:把除数拆成互质因数,先用只牵涉一个空位的特征定位,再用另一特征定另一位。
规范步骤:- $72=8\times9$,先用被 $8$ 整除看末三位:$\overline{25\square}$ 是 $8$ 的倍数,$250\div8=31\cdots2$,故个位为 $6$($256=8\times32$)(被 8 整除看末三位)
- 再用被 $9$ 整除看数字和:$8+\square+2+5+6=21+\square$ 是 $9$ 的倍数,故 $\square=6$(被 9 整除看数字和)
- 得第 (1) 问答案:$86256=72\times1198$(回代验证)
- $55=5\times11$,先用被 $5$ 整除定个位:个位为 $0$ 或 $5$(被 5 整除看个位)
- 再用被 $11$ 整除:从右起奇数位和减偶数位和是 $11$ 的倍数:$(\text{个}+\text{百}+\text{万})-(\text{十}+\text{千})=(\square_个+2+8)-(5+\square_千)$(被 11 整除特征)
- 个位取 $0$ 时 $10-5-\square_千=0$ 得千位 $5$;个位取 $5$ 时无解:$85250=55\times1550$(分类讨论并回代)
第一套题目:一个五位数 $9\square 87\square$,方格中的数未知。请问:(1)如果该数能被 $72$ 整除,这个五位数是多少?(2)如果该数能被 $55$ 整除,这个五位数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(拆除数):$72=8\times\underline{\quad}$,这两个因数互质,可以分开用整除特征。
- 第 2 步(用 $8$ 定个位):被 $8$ 整除只看末三位 $\overline{87\square}$。$870\div8=108\cdots\underline{\quad}$,还差 $8-6=\underline{\quad}$ 才够一个 $8$,所以个位是 $2$,此时末三位 $872=8\times\underline{\quad}$。
- 第 3 步(用 $9$ 定千位):数字和 $9+\square+8+7+2=26+\square$ 要是 $9$ 的倍数,最近的倍数是 $27$,故千位 $=27-26=\underline{\quad}$,第 (1) 问的数是 $91872$。
- 第 4 步(第 (2) 问拆除数):$55=5\times\underline{\quad}$。被 $5$ 整除,个位只能是 $0$ 或 $5$。
- 第 5 步(用 $11$ 定千位):从右起“奇数位和减偶数位和”$=(\square_个+8+9)-(7+\square_千)$。取个位 $=5$ 时该差为 $(5+8+9)-(7+\square_千)=\underline{\quad}-\square_千$,要它是 $11$ 的倍数,故千位 $=15-11=\underline{\quad}$。
- 第 6 步(验算):$94875\div55=\underline{\quad}$,第 (2) 问的数是 $94875$。
第二套题目:仓库一批货的批号是五位数 $8\square 25\square$,两个方格被磨掉了。(1)若批号能被 $72$ 整除,批号是多少?(2)若批号能被 $55$ 整除,批号是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(拆除数):$72=8\times\underline{\quad}$,分别用被 $8$、被 $9$ 整除的特征。
- 第 2 步(用 $8$ 定个位):末三位 $\overline{25\square}$ 要被 $8$ 整除,$250\div8=31\cdots\underline{\quad}$,补上 $8-2=\underline{\quad}$ 得个位 $6$。
- 第 3 步(用 $9$ 定千位):$8+\square+2+5+6=21+\square$ 是 $9$ 的倍数,故千位 $=27-21=\underline{\quad}$,批号为 $86256$。
- 第 4 步(第 (2) 问):$55=5\times11$,个位只能取 $0$ 或 $5$。取个位 $=0$ 时,奇数位和 $=0+2+8=\underline{\quad}$,偶数位和 $=5+\square_千$,两者之差为 $0$ 才是 $11$ 的倍数,故千位 $=10-5=\underline{\quad}$。
- 第 5 步(验算):$85250\div55=\underline{\quad}$。
第三套题目:一个五位数 $7\square 36\square$ 能被 $99$ 整除,求这个五位数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(拆除数):$99=9\times\underline{\quad}$,两个因数互质,可分别用整除特征。
- 第 2 步(被 $9$:数字和):$7+a+3+6+b=16+a+b$ 要是 $9$ 的倍数,故 $a+b$ 只可能是 $18-16=\underline{\quad}$ 或 $27-16=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(被 $11$:奇偶位差):从右起奇数位和 $=b+3+7$,偶数位和 $=6+a$,差 $=(b+10)-(6+a)=b-a+\underline{\quad}$,要它是 $11$ 的倍数,故 $b-a=-4$ 或 $b-a=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(联立求解):取 $a+b=11$ 与 $b-a=7$,两式相加得 $2b=\underline{\quad}$,$b=\underline{\quad}$,$a=11-9=\underline{\quad}$。其余组合都得不到 $0\sim9$ 的整数。
- 第 5 步(验算):$72369\div99=\underline{\quad}$。
第三套题目:一个六位数 $8\square 258\square$ 能被 $792$ 整除,求这个六位数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解除数):$792=8\times9\times\underline{\quad}$,三个因数两两互质,需要同时满足三条整除特征。
- 第 2 步(用 $8$ 定个位):末三位是 $\overline{58b}$,$580\div8=72\cdots\underline{\quad}$,补 $8-4=\underline{\quad}$ 得个位 $b=4$。
- 第 3 步(用 $9$ 限制千位):数字和 $8+a+2+5+8+4=27+a$ 要是 $9$ 的倍数,故 $a=0$ 或 $a=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(用 $11$ 定千位):从右起奇数位和 $=4+5+a$,偶数位和 $=8+2+8=\underline{\quad}$,差 $=(9+a)-18=a-\underline{\quad}$,要它是 $11$ 的倍数,只能 $a=9$。
- 第 5 步(验算):$892584\div792=\underline{\quad}$。
25. 【原题 ch15-xingqu-03】在小于 $5000$ 的自然数中,能被 $11$ 整除,并且所有数字之和为 $13$ 的数共有多少个?
详细思路是哪类问题:这是「整除特征 + 数字和」的计数题:在给定范围里数出同时满足“被 $11$ 整除”和“数字和固定”的数的个数。
关键切入点:关键是把两个条件都翻译成“奇位和 $A$、偶位和 $C$”的方程:数字和 $A+C=13$;被 $11$ 整除要求 $A-C$ 是 $11$ 的倍数。由于 $A+C=13$ 是奇数,$A-C$ 必为奇数,故只能取 $\pm11$。于是 $\{A,C\}=\{12,1\}$,把大小分配到奇位、偶位两种情形,再按位数分类枚举即可。
方法概述:把“数字和”“被 11 整除”同时化为奇位和与偶位和的方程组,解出后分位数枚举。
规范步骤:- 设奇位数字和为 $A$、偶位数字和为 $C$:$A+C=13$,$A-C$ 是 $11$ 的倍数(被 11 整除特征)
- 由奇偶性定 $A-C$:$A+C$ 为奇数 $\Rightarrow A-C$ 为奇数 $\Rightarrow A-C=\pm11$(奇偶分析)
- 解方程组:$\{A,C\}=\{12,1\}$(和差问题)
- 三位数(奇位 = 百位 + 个位,偶位 = 十位):$319,418,517,616,715,814,913$,共 $7$ 个(分类枚举)
- 小于 $5000$ 的四位数:$1309,1408,1507,1606,1705,1804,1903,3091,3190,4081,4180$,共 $11$ 个(分类枚举)
- 合计:$7+11=18$(加法原理)
第一套题目:在小于 $5000$ 的自然数中,能被 $11$ 整除,并且所有数字之和为 $15$ 的数共有多少个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(列方程):设奇位数字和为 $A$、偶位数字和为 $C$,则 $A+C=\underline{\quad}$,且 $A-C$ 是 $11$ 的倍数。
- 第 2 步(用奇偶性定差):$15$ 是奇数,$A-C$ 与 $A+C$ 奇偶相同,也必是奇数,故 $A-C$ 只能取 $\pm 11$。
- 第 3 步(解和差):较大者 $=(15+11)\div2=\underline{\quad}$,较小者 $=(15-11)\div2=\underline{\quad}$,即 $\{A,C\}=\{13,2\}$。
- 第 4 步(三位数):形如 $\overline{abc}$,$a+c=13,\ b=2$,$a$ 从 $4$ 到 $9$,得 $429,528,627,726,825,924$ 共 $\underline{\quad}$ 个。
- 第 5 步(小于 $5000$ 的四位数):逐类数得 $1419,1518,1617,1716,1815,1914$ 共 $6$ 个,$2409,2508,2607,2706,2805,2904$ 共 $6$ 个,$4092,4191,4290$ 共 $3$ 个,合计 $6+6+3=\underline{\quad}$ 个。
- 第 6 步(求总数):$6+15=\underline{\quad}$。
第二套题目:图书馆给小于 $5000$ 的自然数编号,凡是能被 $11$ 整除且各位数字之和为 $13$ 的编号都要贴红标签。一共要贴多少张红标签?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(列方程):设奇位数字和 $A$、偶位数字和 $C$,则 $A+C=\underline{\quad}$,$A-C$ 是 $11$ 的倍数。
- 第 2 步(定差):$13$ 为奇数,故 $A-C=\pm 11$,解得较大者 $=(13+11)\div2=\underline{\quad}$,较小者 $=(13-11)\div2=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(三位数):$\overline{abc}$ 中 $a+c=12,\ b=1$,得 $319,418,517,616,715,814,913$ 共 $\underline{\quad}$ 个。
- 第 4 步(四位数且小于 $5000$):$1309,1408,1507,1606,1705,1804,1903$ 共 $7$ 个,$3091,3190$ 共 $2$ 个,$4081,4180$ 共 $2$ 个,合计 $7+2+2=\underline{\quad}$ 个。
- 第 5 步(合计):$7+11=\underline{\quad}$(张)。
第三套题目:在小于 $3000$ 的自然数中,能被 $11$ 整除,并且所有数字之和为 $10$ 的数共有多少个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(列方程):设奇位数字和 $A$、偶位数字和 $C$,$A+C=\underline{\quad}$,$A-C$ 是 $11$ 的倍数。
- 第 2 步(关键区别):这次 $10$ 是**偶数**,$A-C$ 也必是偶数,而 $\pm11$ 是奇数,所以只能 $A-C=\underline{\quad}$,即 $A=C=10\div2=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(两位数):$\overline{ab}$ 中 $a=b=5$,只有 $\underline{\quad}$ 这一个(即 $55$)。
- 第 4 步(三位数):$a+c=5,\ b=5$,得 $154,253,352,451,550$ 共 $\underline{\quad}$ 个。
- 第 5 步(小于 $3000$ 的四位数):$1045,1144,1243,1342,1441,1540$ 共 $6$ 个,$2035,2134,2233,2332,2431,2530$ 共 $6$ 个,合计 $6+6=\underline{\quad}$ 个。
- 第 6 步(合计):$1+5+12=\underline{\quad}$。
第三套题目:在小于 $10000$ 的自然数中,能被 $11$ 整除,并且所有数字之和为 $13$ 的数共有多少个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(列方程):奇位和 $A$、偶位和 $C$ 满足 $A+C=13$,$A-C$ 是 $11$ 的倍数;由奇偶性得 $A-C=\pm11$,故 $\{A,C\}=\{\underline{\quad},\ \underline{\quad}\}$。
- 第 2 步(三位数):$a+c=12,\ b=1$,共 $\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(四位数第一类:千位 + 十位 $=12$,百位 + 个位 $=1$):千位可取 $3\sim 9$(十位相应为 $9\sim 3$),每个千位又有 $(百,个)=(0,1)$ 或 $(1,0)$ 两种,但千位 $=3$ 起才成立,共 $7\times2=\underline{\quad}$ 个。
- 第 4 步(四位数第二类:千位 + 十位 $=1$,百位 + 个位 $=12$):千位只能是 $1$(十位为 $0$),百位从 $3$ 到 $9$ 共 $\underline{\quad}$ 个。
- 第 5 步(四位数合计):$14+7=\underline{\quad}$ 个。
- 第 6 步(总计):$7+21=\underline{\quad}$。
26. 【原题 ch15-xingqu-04】一个各位数字均不为 $0$ 的三位数能被 $8$ 整除,将其百位数字、十位数字和个位数字分别划去后可以得到三个不同的两位数(例如,按此方法由 $247$ 将得到 $47,27,24$),已知这些两位数中一个是 $5$ 的倍数,另一个是 $6$ 的倍数,还有一个是 $7$ 的倍数。请问:原来的三位数是多少?
详细思路是哪类问题:这是「整除特征 + 分类讨论」的数字谜:由三位数划去某一位得到三个两位数,再用它们的倍数性质倒推原数。
关键切入点:关键是抓住“$5$ 的倍数”这条最刚性的条件:两位数是 $5$ 的倍数要求末位为 $0$ 或 $5$,而各位数字都不为 $0$,故末位必为 $5$。三个两位数是 $\overline{bc},\overline{ac},\overline{ab}$,若 $c=5$ 则 $\overline{abc}$ 是奇数,不可能被 $8$ 整除,所以只能 $b=5$。再由“被 $8$ 整除的数必被 $4$ 整除,而被 $4$ 整除只看末两位 $\overline{bc}$”把 $\overline{bc}$ 锁到 $52$ 或 $56$,最后用 $6$、$7$ 的倍数条件定 $a$。
方法概述:先用最强条件($5$ 的倍数)定位,再用被 $4$/被 $8$ 整除的末位特征收口,最后逐一验证。
规范步骤:- 三个两位数是划去一位得到的:$\overline{bc},\ \overline{ac},\ \overline{ab}$(题意翻译)
- 有一个是 $5$ 的倍数且数字非 $0$:末位是 $5$,即 $c=5$ 或 $b=5$(被 5 整除特征)
- 若 $c=5$ 则原数为奇数,不能被 $8$ 整除:故 $b=5$(反证排除)
- 被 $8$ 整除 $\Rightarrow$ 被 $4$ 整除,只看末两位 $\overline{5c}$:$52$ 或 $56$(被 4 整除看末两位)
- $52$ 既不是 $6$ 的倍数也不是 $7$ 的倍数,舍去:$\overline{bc}=56=7\times8$(倍数判定)
- 剩下 $\overline{ac}=\overline{a6}$ 须为 $6$ 的倍数,且 $656\div8=82$:$\overline{a6}=66\Rightarrow a=6$(倍数判定与回代)
第一套题目:一个各位数字均不为 $0$ 的三位数能被 $8$ 整除,将其百位数字、十位数字和个位数字分别划去后可以得到三个不同的两位数。已知这些两位数中一个是 $6$ 的倍数,另一个是 $9$ 的倍数,还有一个是 $11$ 的倍数。请问:原来的三位数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(抓最刚性的条件):两位数是 $11$ 的倍数只能是 $11,22,\dots,99$,即**两个数字相同**。三个两位数是 $\overline{bc},\overline{ac},\overline{ab}$,所以 $a,b,c$ 中必有两个相等。
- 第 2 步(用被 $8$ 整除定末两位):原数被 $8$ 整除必被 $4$ 整除,只看末两位 $\overline{bc}$,故 $\overline{bc}$ 是 $4$ 的倍数,也就是偶数结尾。
- 第 3 步(试 $\overline{bc}$ 为 $6$ 的倍数):既是 $4$ 的倍数又是 $6$ 的倍数的两位数是 $12$ 的倍数:$12,24,36,48,60,72,84,96$,其中数字都不为 $0$ 的有 $12,24,36,48,72,84,96$ 共 $\underline{\quad}$ 个。
- 第 4 步(配 $11$ 的倍数):若 $\overline{ac}$ 是 $11$ 的倍数则 $a=c$。取 $\overline{bc}=72$($72\div6=\underline{\quad}$),则 $c=2$,于是 $a=2$,$\overline{ac}=22=11\times\underline{\quad}$。
- 第 5 步(验第三条与被 $8$ 整除):$\overline{ab}=27=9\times\underline{\quad}$ 是 $9$ 的倍数;原数 $272\div8=\underline{\quad}$ 整除,三条件全中。
- 第 6 步(下结论):原来的三位数是 $8\times34=\underline{\quad}$。
第二套题目:某储物格的编号是一个各位数字均不为 $0$ 的三位数,且能被 $8$ 整除。把它的百位、十位、个位分别遮住一位,可以读出三个不同的两位数;已知其中一个是 $5$ 的倍数,一个是 $6$ 的倍数,还有一个是 $7$ 的倍数。求这个编号。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(用 $5$ 的倍数定位):两位数是 $5$ 的倍数且各位非 $0$,末位只能是 $5$,即 $c=5$ 或 $b=5$。
- 第 2 步(排除 $c=5$):若个位 $c=5$,编号是奇数,不可能被 $8$ 整除,所以 $b=5$。
- 第 3 步(用被 $4$ 整除定 $c$):末两位 $\overline{5c}$ 要被 $4$ 整除,$52\div4=\underline{\quad}$、$56\div4=\underline{\quad}$,故 $\overline{bc}$ 是 $52$ 或 $56$。
- 第 4 步(用 $6$、$7$ 的倍数筛):$52$ 既不是 $6$ 的倍数也不是 $7$ 的倍数,舍去;$56=7\times\underline{\quad}$,保留。
- 第 5 步(定百位):$\overline{ac}=\overline{a6}$ 必须是 $6$ 的倍数,$66=6\times\underline{\quad}$ 合适,故 $a=6$。
- 第 6 步(验算):$656\div8=\underline{\quad}$,编号是 $656$。
第三套题目:一个各位数字均不为 $0$ 的三位数能被 $24$ 整除,划去百位、十位、个位后得到三个不同的两位数,其中一个是 $3$ 的倍数,一个是 $4$ 的倍数,还有一个是 $9$ 的倍数。求原来的三位数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(拆除数):$24=8\times\underline{\quad}$,所以原数既要被 $8$ 整除(末三位即本身),又要被 $3$ 整除(数字和是 $3$ 的倍数)。
- 第 2 步(先用 $9$ 的倍数):两位数是 $9$ 的倍数,数字和为 $9$ 或 $18$;试 $\overline{ab}=93$($9+3=\underline{\quad}$),得 $a=9,b=3$。
- 第 3 步(用被 $4$ 整除定 $c$):原数被 $8$ 整除必被 $4$ 整除,末两位 $\overline{3c}$ 要被 $4$ 整除,$36\div4=\underline{\quad}$,取 $c=6$。
- 第 4 步(验三条倍数条件):$\overline{bc}=36=4\times\underline{\quad}$、$\overline{ac}=96$ 是 $3$ 的倍数($96\div3=\underline{\quad}$)、$\overline{ab}=93$ 是 $3$ 的倍数… 重新对应:$36$ 取 $4$ 的倍数、$96$ 取 $3$ 的倍数、$93$ 取 $3$ 的倍数不行,改让 $\overline{ab}=93$ 对应 $3$ 的倍数、$36$ 对应 $9$ 的倍数($36\div9=\underline{\quad}$)、$96$ 对应 $4$ 的倍数($96\div4=\underline{\quad}$),三条各占其一。
- 第 5 步(验原数):$936\div24=\underline{\quad}$,符合。
第三套题目:一个各位数字均不为 $0$ 的三位数能被 $8$ 整除,划去百位、十位、个位后得到的三个两位数中,一个是 $5$ 的倍数,一个是 $6$ 的倍数,还有一个是 $7$ 的倍数。(1)这个三位数是多少?(2)把它分解质因数,它一共有多少个约数?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(定十位):是 $5$ 的倍数的两位数末位为 $5$;若个位为 $5$ 则原数为奇数,不能被 $8$ 整除,故十位 $b=5$。
- 第 2 步(定个位):末两位 $\overline{5c}$ 要被 $4$ 整除,只能是 $52$ 或 $56$;$52$ 不是 $6$、$7$ 的倍数,舍去,故 $\overline{bc}=56=7\times\underline{\quad}$。
- 第 3 步(定百位):$\overline{a6}$ 要是 $6$ 的倍数,$66\div6=\underline{\quad}$,故 $a=6$,第 (1) 问答案为 $656$,且 $656\div8=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(分解质因数):$656\div2=328$、$328\div2=164$、$164\div2=82$、$82\div2=\underline{\quad}$,而 $41$ 是质数,所以 $656=2^4\times41$。
- 第 5 步(用约数个数公式):指数各加 $1$ 再相乘,约数个数 $=(4+1)\times(1+1)=\underline{\quad}$。
- 第 6 步(验算):$2^4\times41=16\times41=\underline{\quad}$。
27. 【原题 ch15-xingqu-05】$26460$ 的所有约数中,$6$ 的倍数有多少个?与 $6$ 互质的有多少个?
详细思路是哪类问题:这是「约数个数计数」题:先把数分解质因数,再按对每个质因子指数的取值范围做乘法原理计数。
关键切入点:关键是把“约数是 $6$ 的倍数”翻译成对指数的限制:$6=2\times3$,所以约数中 $2$ 的指数至少取 $1$、$3$ 的指数至少取 $1$,其余质因子随便取;“与 $6$ 互质”则要求 $2$、$3$ 的指数都取 $0$。$26460=2^2\times3^3\times5\times7^2$,指数各自的可选个数一乘就是答案。
方法概述:分解质因数,把条件转成各质因子指数的可选个数,再用乘法原理相乘。
规范步骤:- 分解质因数:$26460=2^2\times3^3\times5\times7^2$(质因数分解)
- 约数是 $6$ 的倍数:$2$ 的指数取 $1\sim2$、$3$ 的指数取 $1\sim3$:$2$ 种 $\times$ $3$ 种(整除条件转指数)
- $5$、$7$ 的指数不受限:$5$:$2$ 种;$7$:$3$ 种(自由选取)
- 乘法原理:$2\times3\times2\times3=36$(个)(乘法原理)
- 与 $6$ 互质:$2$、$3$ 的指数都必须取 $0$:只剩 $5$、$7$ 自由,$2\times3=6$(个)(互质条件转指数)
第一套题目:$63000$ 的所有约数中,$6$ 的倍数有多少个?与 $6$ 互质的有多少个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$63000=63\times1000=(9\times7)\times(8\times125)$,整理得 $63000=2^3\times3^2\times5^3\times7$,验算 $8\times9\times125\times7=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(“是 $6$ 的倍数”转指数):$6=2\times3$,故约数中 $2$ 的指数至少为 $1$,可取 $1,2,3$ 共 $\underline{\quad}$ 种;$3$ 的指数至少为 $1$,可取 $1,2$ 共 $\underline{\quad}$ 种。
- 第 3 步(其余质因子自由取):$5$ 的指数可取 $0\sim3$ 共 $\underline{\quad}$ 种,$7$ 的指数可取 $0\sim1$ 共 $\underline{\quad}$ 种。
- 第 4 步(乘法原理):$3\times2\times4\times2=\underline{\quad}$(个)。
- 第 5 步(“与 $6$ 互质”转指数):$2$、$3$ 的指数都必须取 $0$,只剩 $5$、$7$ 自由,共 $4\times2=\underline{\quad}$(个)。
第二套题目:一箱糖共 $26460$ 颗,要平均分成若干份(每份颗数为整数)。(1)每份颗数是 $6$ 的倍数的分法有多少种?(2)每份颗数与 $6$ 互质的分法有多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(转化):每份颗数必须是 $26460$ 的约数,问题就是数约数个数。分解得 $26460=2^2\times3^3\times5\times7^2$,验算 $4\times27\times5\times49=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(是 $6$ 的倍数):$2$ 的指数取 $1\sim2$ 共 $\underline{\quad}$ 种,$3$ 的指数取 $1\sim3$ 共 $\underline{\quad}$ 种。
- 第 3 步(其余自由):$5$ 的指数 $0\sim1$ 共 $2$ 种,$7$ 的指数 $0\sim2$ 共 $\underline{\quad}$ 种。
- 第 4 步(乘法原理):$2\times3\times2\times3=\underline{\quad}$(种)。
- 第 5 步(与 $6$ 互质):$2$、$3$ 的指数都取 $0$,只剩 $2\times3=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:$26460$ 的所有约数中,$10$ 的倍数有多少个?与 $10$ 互质的有多少个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$26460=2^2\times3^3\times5\times7^2$。
- 第 2 步(“是 $10$ 的倍数”转指数):$10=2\times5$,故 $2$ 的指数至少为 $1$,可取 $1,2$ 共 $\underline{\quad}$ 种;$5$ 的指数至少为 $1$,而 $5$ 最高只有 $1$ 次方,只能取 $1$,共 $\underline{\quad}$ 种。
- 第 3 步(其余自由):$3$ 的指数 $0\sim3$ 共 $\underline{\quad}$ 种,$7$ 的指数 $0\sim2$ 共 $\underline{\quad}$ 种。
- 第 4 步(乘法原理):$2\times1\times4\times3=\underline{\quad}$(个)。
- 第 5 步(与 $10$ 互质):$2$、$5$ 的指数都取 $0$,剩 $3$、$7$ 自由,$4\times3=\underline{\quad}$(个)。
第三套题目:$63000$ 的所有约数中:(1)一共有多少个约数?(2)是 $6$ 的倍数但**不是** $4$ 的倍数的约数有多少个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$63000=2^3\times3^2\times5^3\times7$。
- 第 2 步(约数总数):把每个指数加 $1$ 再相乘,$(3+1)\times(2+1)\times(3+1)\times(1+1)=\underline{\quad}$(个)。
- 第 3 步(“是 $6$ 的倍数”):$2$ 的指数 $\ge1$,$3$ 的指数 $\ge1$。
- 第 4 步(再加“不是 $4$ 的倍数”):不是 $4$ 的倍数意味着 $2$ 的指数不能到 $2$ 及以上,于是 $2$ 的指数被夹成**恰好等于 $1$**,只有 $\underline{\quad}$ 种取法。
- 第 5 步(其余质因子):$3$ 的指数取 $1\sim2$ 共 $\underline{\quad}$ 种,$5$ 的指数取 $0\sim3$ 共 $\underline{\quad}$ 种,$7$ 的指数取 $0\sim1$ 共 $\underline{\quad}$ 种。
- 第 6 步(乘法原理):$1\times2\times4\times2=\underline{\quad}$(个)。
28. 【原题 ch15-xingqu-06】一个自然数 $N$ 共有 $9$ 个约数,而 $N-1$ 恰有 $8$ 个约数。满足条件的自然数中,最小的和第二小的分别是多少?
详细思路是哪类问题:这是「约数个数公式 + 枚举验证」题:由约数个数反推数的质因数结构,再在很窄的候选里逐个试。
关键切入点:关键是把“约数个数”翻译成质因数指数:若 $N=p_1^{a_1}p_2^{a_2}\cdots$,则约数个数 $=(a_1+1)(a_2+1)\cdots$。$9=9$ 或 $9=3\times3$,所以 $N$ 只可能是 $a^8$ 或 $a^2b^2$($a,b$ 为不同质数),这两类数非常稀疏,从小到大列出来再看 $N-1$ 是否恰有 $8$ 个约数即可。
方法概述:用约数个数公式定 $N$ 的形状,按形状从小到大枚举,再验 $N-1$。
规范步骤:- 写出约数个数公式:$N=p^a q^b\cdots\Rightarrow d(N)=(a+1)(b+1)\cdots$(约数个数公式)
- 把 $9$ 拆成因数积:$9=9$ 或 $9=3\times3$,故 $N=a^8$ 或 $N=a^2b^2$(分解定形状)
- $a^2b^2$ 型从小到大:$36,100,196,225,\dots$(枚举)
- 验 $N-1$:$35=5\times7$ 有 $4$ 个;$99=3^2\times11$ 有 $6$ 个;$195=3\times5\times13$ 有 $8$ 个 √(约数个数公式)
- $a^8$ 型最小的是 $2^8=256$,$255=3\times5\times17$ 有 $8$ 个:$256$ 也满足(枚举验证)
- 比较大小:最小 $196$,第二小 $256$(排序)
第一套题目:一个自然数 $N$ 共有 $9$ 个约数,而 $N+1$ 恰有 $8$ 个约数。满足条件的自然数中,最小的和第二小的分别是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(定形状):$d(N)=9$,而 $9=9\times1=3\times3$,所以 $N=a^8$ 或 $N=a^2b^2$($a,b$ 为不同质数)。
- 第 2 步(列候选):$a^2b^2$ 型从小到大是 $(2\times3)^2=\underline{\quad}$、$(2\times5)^2=\underline{\quad}$、$(2\times7)^2=\underline{\quad}$、$(3\times5)^2=\underline{\quad}$、$(3\times7)^2=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(验 $N+1$):$37$ 是质数只有 $2$ 个约数;$101$ 是质数;$197$ 是质数;$226=2\times113$ 有 $\underline{\quad}$ 个;$442=2\times13\times17$ 有 $(1+1)\times(1+1)\times(1+1)=\underline{\quad}$ 个 √。
- 第 4 步(继续找第二个):接着的 $a^2b^2$ 型是 $(2\times11)^2=\underline{\quad}$($485=5\times97$ 只有 $4$ 个约数),$(3\times11)^2=\underline{\quad}$,而 $1090=2\times5\times109$ 恰有 $\underline{\quad}$ 个约数 √。
- 第 5 步(比较 $a^8$ 型):$2^8=\underline{\quad}$,但 $257$ 是质数只有 $2$ 个约数,不合。
- 第 6 步(下结论):最小 $441$,第二小 $1089$。
第二套题目:某仓库有一批货,货物总数 $N$ 恰好有 $9$ 种“平均分”的份数(即 $N$ 恰有 $9$ 个约数);若少一件,则恰有 $8$ 种分法。满足条件的货物总数中,最小的和第二小的分别是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(转成约数个数):“分法数”就是约数个数,$d(N)=9$,$d(N-1)=8$。
- 第 2 步(定形状):$9=3\times3=9\times1$,故 $N=a^2b^2$ 或 $N=a^8$。
- 第 3 步(枚举 $a^2b^2$ 型):$(2\times3)^2=\underline{\quad}$,$35=5\times7$ 只有 $4$ 个约数;$(2\times5)^2=\underline{\quad}$,$99=3^2\times11$ 有 $(2+1)\times(1+1)=\underline{\quad}$ 个;$(2\times7)^2=\underline{\quad}$,$195=3\times5\times13$ 恰有 $\underline{\quad}$ 个 √。
- 第 4 步(枚举 $a^8$ 型):$2^8=\underline{\quad}$,$255=3\times5\times17$ 也恰有 $8$ 个约数 √。
- 第 5 步(比较):$196<256$,所以最小是 $196$,第二小是 $256$。
第三套题目:一个自然数 $N$ 恰有 $6$ 个约数,而 $N-1$ 恰有 $4$ 个约数。满足条件的自然数中,最小的和第二小的分别是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(定形状):$6=6\times1=2\times3$,故 $N=a^5$ 或 $N=a^2b$($a,b$ 为不同质数)。
- 第 2 步($N-1$ 的形状):$4=4\times1=2\times2$,故 $N-1=c^3$ 或 $N-1=cd$(两个不同质数之积)。
- 第 3 步(从小到大试):$N=12$ 时 $11$ 是质数只有 $2$ 个约数;$N=18$ 时 $17$ 是质数;$N=20$ 时 $19$ 是质数;$N=28=2^2\times7$,$27=3^3$ 恰有 $3+1=\underline{\quad}$ 个约数 √。
- 第 4 步(找第二个):$N=44$ 时 $43$ 是质数;$N=45$ 时 $44=2^2\times11$ 有 $(2+1)\times(1+1)=\underline{\quad}$ 个;$N=50$ 时 $49=7^2$ 有 $\underline{\quad}$ 个;$N=52=2^2\times13$,$51=3\times17$ 恰有 $(1+1)\times(1+1)=\underline{\quad}$ 个 √。
- 第 5 步(验 $N$ 的约数个数):$28=2^2\times7$ 有 $(2+1)\times(1+1)=\underline{\quad}$ 个,$52=2^2\times13$ 同样有 $6$ 个。
- 第 6 步(下结论):最小 $28$,第二小 $\underline{\quad}$。
第三套题目:一个自然数 $N$ 共有 $9$ 个约数,而 $N-1$ 恰有 $8$ 个约数。请求出满足条件的**最小的三个**自然数,并求它们的和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(定形状):$N=a^8$ 或 $N=a^2b^2$。
- 第 2 步(前两个):$196=(2\times7)^2$,$195=3\times5\times13$ 有 $\underline{\quad}$ 个约数 √;$256=2^8$,$255=3\times5\times17$ 也有 $8$ 个 √。
- 第 3 步(继续枚举 $a^2b^2$ 型):$(3\times5)^2=\underline{\quad}$,$224=2^5\times7$ 有 $(5+1)\times(1+1)=\underline{\quad}$ 个,不合;$(2\times11)^2=\underline{\quad}$,$483=3\times7\times23$ 恰有 $\underline{\quad}$ 个 √。
- 第 4 步(确认没有遗漏):介于 $256$ 与 $484$ 之间的 $a^2b^2$ 型只有 $(3\times5)^2=225$、$(2\times13)^2=676>484$ 等,均已排除。
- 第 5 步(求和):$196+256+484=\underline{\quad}$。
29. 【原题 ch15-xingqu-07】一个自然数,它最大的约数和次大的约数之和是 $111$,这个自然数是多少?
详细思路是哪类问题:这是「约数性质」题:利用“最大的约数就是它本身、次大的约数等于本身除以最小质因数”这一结构反推原数。
关键切入点:关键是把两个约数写成 $N$ 与 $\dfrac{N}{p}$($p$ 是 $N$ 的最小质因数),于是 $N+\dfrac{N}{p}=\dfrac{N}{p}(p+1)=111$。这说明 $\dfrac{N}{p}$ 与 $p+1$ 都是 $111$ 的约数。$111=3\times37$,$p+1$ 只能取 $3$($p=2$)——取 $37$ 得 $p=36$ 不是质数,取 $111$ 得 $p=110$ 也不是——于是 $\dfrac{N}{p}=37$,$N=74$。
方法概述:把最大、次大约数写成 $N$ 与 $N/p$,提公因式后对 $p+1$ 分解讨论。
规范步骤:- 最大约数是本身,次大约数是 $N$ 除以最小质因数 $p$:$N+\dfrac{N}{p}=111$(约数结构)
- 提公因式:$\dfrac{N}{p}\times(p+1)=111$(因式分解)
- $111=3\times37$,枚举 $p+1$ 的取值:$p+1=3\Rightarrow p=2$;$p+1=37\Rightarrow p=36$(非质数);$p+1=111\Rightarrow p=110$(非质数)(分类讨论)
- 取 $p=2$:$\dfrac{N}{2}=111\div3=37$(代入求解)
- 求 $N$ 并检验最小质因数确为 $2$:$N=2\times37=74$,$74+37=111$ √(回代验证)
第一套题目:一个自然数,它最大的约数和次大的约数之和是 $1113$,这个自然数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(写结构):最大的约数是 $N$ 本身,次大的是 $\dfrac{N}{p}$($p$ 为最小质因数),故 $N+\dfrac{N}{p}=1113$。
- 第 2 步(提公因式):$\dfrac{N}{p}\times(p+1)=\underline{\quad}$,说明 $p+1$ 是 $1113$ 的约数。
- 第 3 步(分解):$1113=3\times7\times\underline{\quad}$,它是奇数,所以它的约数都是奇数,$p+1$ 为奇数意味着 $p$ 是**偶数**,而偶质数只有 $\underline{\quad}$。
- 第 4 步(代入):$p=2$,$p+1=3$,故 $\dfrac{N}{2}=1113\div3=\underline{\quad}$。
- 第 5 步(求 $N$):$N=2\times371=\underline{\quad}$,检验最小质因数确为 $2$。
- 第 6 步(验算):$742+371=\underline{\quad}$ √。
第二套题目:一个班的人数是一个自然数。把全班平均分组,最大的一组人数(即全班人数)与第二大的可能组数所对应的人数之和是 $111$。这个班有多少人?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(写结构):设人数为 $N$,最大的约数是 $N$,次大的约数是 $\dfrac{N}{p}$($p$ 为最小质因数),$N+\dfrac{N}{p}=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(提公因式):$\dfrac{N}{p}\times(p+1)=111$。
- 第 3 步(分解讨论):$111=3\times\underline{\quad}$。$p+1=3$ 得 $p=\underline{\quad}$(是质数,可行);$p+1=37$ 得 $p=36$、$p+1=111$ 得 $p=110$,都不是质数。
- 第 4 步(求解):$\dfrac{N}{2}=111\div3=\underline{\quad}$,故 $N=2\times37=\underline{\quad}$。
- 第 5 步(验算):$74+37=\underline{\quad}$ √。
第三套题目:一个自然数,它最大的约数和次大的约数之和是 $2109$,这个自然数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(写结构):$N+\dfrac{N}{p}=\dfrac{N}{p}(p+1)=2109$。
- 第 2 步(分解):$2109=3\times19\times\underline{\quad}$。
- 第 3 步(定 $p$):$2109$ 是奇数,其约数全为奇数,故 $p+1$ 为奇数、$p$ 为偶数,只能 $p=\underline{\quad}$,$p+1=3$。
- 第 4 步(求解):$\dfrac{N}{2}=2109\div3=\underline{\quad}$,故 $N=2\times703=\underline{\quad}$。
- 第 5 步(验最小质因数):$703=19\times37$ 是奇数,所以 $1406$ 的最小质因数确为 $2$;验算 $1406+703=\underline{\quad}$ √。
第三套题目:一个自然数,它**最大的三个约数**之和是 $259$,这个自然数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(写结构):最大的三个约数依次是 $N$、$\dfrac{N}{p}$、$\dfrac{N}{q}$,其中 $p<q$ 是 $N$ 的最小的两个大于 $1$ 的约数。
- 第 2 步(定 $p$):$259$ 是奇数。若 $N$ 是奇数,则三个约数都是奇数,和为奇数,可行;若 $N$ 是偶数,则 $p=2$,第三大的约数是 $\dfrac{N}{3}$ 或 $\dfrac{N}{4}$,需分类。
- 第 3 步(试 $p=2,\ q=4$):$N+\dfrac{N}{2}+\dfrac{N}{4}=N\times\dfrac{4+2+1}{4}=\dfrac{\underline{\quad}N}{4}$,令它等于 $259$,得 $N=259\times4\div7=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(检验):$148=2^2\times37$,约数为 $1,2,4,37,74,148$,最大的三个是 $148,74,37$,和为 $148+74+\underline{\quad}=\underline{\quad}$ √。
- 第 5 步(排除另一分类):若 $p=2,\ q=3$,则和为 $N\times\dfrac{6+3+2}{6}=\dfrac{11N}{6}$,$259\times6\div11$ 不是整数,$259\div11=23\cdots\underline{\quad}$,不成立。
- 第 6 步(下结论):这个自然数是 $\underline{\quad}$。
30. 【原题 ch15-xingqu-08】有一个算式 $6\times 5\times 4\times 3\times 2\times 1$,小明在上式中把一些“$\times$”换成“$\div$”,计算结果还是自然数,那么这个自然数最小是多少?
详细思路是哪类问题:这是「乘除符号替换求最值」类:在一串连乘里把某些“$\times$”改成“$\div$”,要结果仍是自然数并且尽量小。
关键切入点:关键的不变量是:把一个“$\times$”改成“$\div$”,相当于把结果**除以该数的平方**(本来乘一份,现在改成除一份,等于少乘一份又多除一份)。除以平方不改变任何质因数出现次数的奇偶性,所以不管怎么改,结果里每个质因数的**指数奇偶性都和原乘积一样**。$6\times5\times4\times3\times2\times1=720=2^4\times3^2\times5$,只有 $5$ 的指数是奇数,因此结果必是 $5$ 的倍数;又 $720\div5=144=12^2$ 是完全平方数,说明剩下部分能“一半乘、一半除”地配平,最小值 $5$ 可以取到。
方法概述:用质因数指数的奇偶性找出结果必含的最小因数,再验证剩余是完全平方数即可达到最小。
规范步骤:- 分解质因数:$720=2^4\times3^2\times5$(质因数分解)
- 换号相当于除以平方,指数奇偶性不变:$\times\to\div\Rightarrow\text{结果}\div(\text{该数})^2$(奇偶不变原理)
- 只有 $5$ 的指数为奇数:结果必是 $5$ 的倍数,最小候选为 $5$(奇偶分析)
- 验证 $5$ 可达:$720\div5=144=12^2$,取 $6\times5\div4\div3\times2\times1=5$(构造验证)
第一套题目:有一个算式 $7\times6\times5\times4\times3\times2\times1$,把其中一些“$\times$”换成“$\div$”,计算结果仍是自然数。这个自然数最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$7\times6\times5\times4\times3\times2\times1=\underline{\quad}$,它 $=2^4\times3^2\times5\times7$。
- 第 2 步(奇偶不变原理):换号相当于除以某数的平方,各质因数指数的奇偶性不变。指数为奇数的质因数是 $5$ 和 $7$,所以结果一定是 $5\times7=\underline{\quad}$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$5040\div35=\underline{\quad}$,它是完全平方数 $12\times12$,故最小值 $35$ 能取到。
- 第 4 步(写出构造):例如 $7\times6\times5\div4\div3\times2\times1=\underline{\quad}$。
第二套题目:小明把六张写着 $6,5,4,3,2,1$ 的卡片按顺序用乘号连成 $6\times5\times4\times3\times2\times1$,允许把其中一些“$\times$”改写成“$\div$”,但要保证算出来仍是自然数。这个自然数最小可能是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$6\times5\times4\times3\times2\times1=\underline{\quad}$,它 $=2^4\times3^2\times5$。
- 第 2 步(奇偶不变):换号等于除以平方,指数奇偶性不变;只有 $5$ 的指数是奇数,故结果一定是 $5$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$720\div5=\underline{\quad}$,是完全平方数 $12\times12$,故最小值可取 $5$。
- 第 4 步(写出构造):$6\times5\div4\div3\times2\times1=\underline{\quad}$。
第三套题目:有一个算式 $8\times7\times6\times5\times4\times3\times2\times1$,把其中一些“$\times$”换成“$\div$”,结果仍是自然数,最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$8\times7\times6\times5\times4\times3\times2\times1=\underline{\quad}$,它 $=2^7\times3^2\times5\times7$。
- 第 2 步(找奇指数质因数):指数为奇数的是 $2,5,7$,故结果一定是 $2\times5\times7=\underline{\quad}$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$40320\div70=\underline{\quad}$,它是完全平方数 $24\times24$。
- 第 4 步(写出构造):$8\times7\times5\times3\times2\times1\div4\div6=\underline{\quad}$。
第三套题目:有一个算式 $10\times9\times8\times7\times6\times5\times4\times3\times2\times1$,把其中一些“$\times$”换成“$\div$”,结果仍是自然数,最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解质因数):$10\times9\times8\times7\times6\times5\times4\times3\times2\times1=\underline{\quad}$,它 $=2^8\times3^4\times5^2\times7$。
- 第 2 步(找奇指数质因数):$2,3,5$ 的指数都是偶数,唯有 $7$ 的指数是奇数,故结果一定是 $7$ 的倍数,最小候选 $7$。
- 第 3 步(验证可达):$3628800\div7=\underline{\quad}$,它恰是完全平方数 $720\times720$。
- 第 4 步(写出构造):$7\times6\times5\times4\times3\times2\times1\div10\div9\div8=\underline{\quad}$。
31. 【原题 ch15-xingqu-09】一个两位数分别除以 $7$、$8$、$9$,所得余数的和为 $20$。问:这个两位数是多少?
详细思路是哪类问题:这是「带余除法 + 余数范围 + 枚举」类:给出一个数除以几个除数的余数之和,反推这个数。
关键切入点:关键是先框住余数的取值范围:除以 $7,8,9$ 的余数分别不超过 $6,7,8$,三者最大和为 $6+7+8=21$。现在和是 $20=21-1$,说明恰有一个余数比它的最大值小 $1$,于是余数组合只有 $(5,7,8)$、$(6,6,8)$、$(6,7,7)$ 三种,逐一回代看哪种能凑出真正的两位数即可。
方法概述:先用余数上限列出可能的余数组合,再回代验证存在的两位数。
规范步骤:- 写出各余数上限:$r_7\le6,\ r_8\le7,\ r_9\le8$,最大和 $6+7+8=21$(余数范围)
- 和为 $20=21-1$,恰有一个余数少 $1$:$(5,7,8),(6,6,8),(6,7,7)$(分类枚举)
- 回代验证:只有 $(6,6,8)$ 成立:$N=8\times7+6=62$(回代)
- 复核:$62\div7=8\cdots6,\ 62\div8=7\cdots6,\ 62\div9=6\cdots8$(验证)
第一套题目:一个两位数分别除以 $8$、$9$、$11$,所得三个余数的和是 $23$。这个两位数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(余数上限):除以 $8$、$9$、$11$ 的余数分别不超过 $7$、$8$、$10$,三者最大和为 $7+8+10=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(定余数):和 $23=25-2$,试余数组合 $(7,6,10)$,这个数写成 $8\times10+7=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(回代验证):$9\times9+6=\underline{\quad}$、$11\times7+10=\underline{\quad}$,都得到同一个数 $87$,余数确为 $7,6,10$。
第二套题目:一袋糖果不足 $100$ 颗。把它平均分给 $7$ 个、$8$ 个、$9$ 个小朋友,三次分别剩下的颗数加起来是 $20$。已知糖果颗数是两位数,这袋糖有多少颗?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(余数上限):分给 $7,8,9$ 人剩下的颗数分别不超过 $6,7,8$,最大和 $6+7+8=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(定余数):和 $20=21-1$,可能是 $(6,6,8)$。此时颗数 $=8\times7+6=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(回代验证):$9\times6+8=\underline{\quad}$,同为 $62$,且除以 $7$ 也余 $6$,符合。
第三套题目:一个两位数分别除以 $7$、$9$、$11$,三个余数之和是 $22$,求这个两位数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(余数上限):余数分别不超过 $6,8,10$,最大和 $6+8+10=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(定余数):和 $22=24-2$,试 $(6,7,9)$,这个数写成 $7\times13+6=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(回代验证):$9\times10+7=\underline{\quad}$、$11\times8+9=\underline{\quad}$,都得到 $97$。
第三套题目:一个三位数分别除以 $7$、$8$、$9$,三个余数之和是 $21$。这个三位数最小是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(余数上限):余数分别不超过 $6,7,8$,最大和 $6+7+8=\underline{\quad}$,而题目正好给到 $21$,说明三个余数**同时取到最大值**。
- 第 2 步(转成整除):三个余数都“差 $1$ 就整除”,即 $N+1$ 能同时被 $7,8,9$ 整除,$N+1$ 是它们的公倍数。$7,8,9$ 两两互质,最小公倍数 $=7\times8\times9=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(取最小三位数):$N+1$ 取 $504$ 时 $N=504-1=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(复核):$7\times71+6=\underline{\quad}$,余数确为 $6$。
32. 【原题 ch15-xingqu-10】信息在战争中是非常重要的,它常以密文的方式传送。对方获取密文却很难知道译密文的密钥,这样就达到保密的作用。有一天我军截获了敌军的一串密文:$A378B421C$,字母表示还没有被破译出来的数字。如果知道密码满足如下条件:①密文由三个三位数连在一起组成,每个三位数的三个数字互不相同;②三个三位数除以 $12$ 所得到的余数是三个互不相同的质数;③三个字母表示的数字互不相同且都是奇数。你能破解此密文吗?
详细思路是哪类问题:这是「密码型数字谜」:把密文拆成三个三位数,用“除以 $12$ 的余数是互不相同的质数、字母都是奇数、每个三位数的三个数字互不相同”等条件逐位推断。
关键切入点:关键突破口在中间的 $\overline{8B4}$:它是偶数,除以 $12$ 的余数也必是偶数,而偶质数只有 $2$,所以 $\overline{8B4}$ 除以 $12$ 余 $2$,即 $8B2$ 能被 $12$ 整除,定出 $B=5$($854-2=852=12\times71$)。再由三段余数是互不相同的质数、三个字母都是奇数、各段数字互不相同,逐一筛选可唯一确定 $A=1$、$C=9$。
方法概述:拆成三个三位数,从余数为偶质数的一段入手定中间字母,再用“余数互异质数 + 字母奇 + 数字互异”收口。
规范步骤:- 拆成三个三位数:$\overline{A37},\ \overline{8B4},\ \overline{21C}$(位值拆分)
- 中间段是偶数,余数为偶质数只能是 $2$:$8B2$ 能被 $12$ 整除 $\Rightarrow B=5$($852=12\times71$)(整除特征)
- 首段余数:$137\div12=11\cdots5$($5$ 为质数):$A=1$(余数与质数)
- 末段余数:$219\div12=18\cdots3$($3$ 为质数):$C=9$(余数与质数)
- 核对:三段余数 $5,2,3$ 互不相同且都是质数,$A,B,C=1,5,9$ 互异且都是奇数:$137\,854\,219$(综合验证)
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. ch15-chaoyue-01 · 第一套
- 第 1 步(模 $7$):任意 $6$ 数和是 $7$ 倍,相减得七数模 $7$ 同余;又 $6r\equiv0\pmod7$ 得 $r=0$,七数都是 $7$ 的倍数。
- 第 2 步(模 $6$):任意 $5$ 数和是 $6$ 倍,得七数模 $6$ 同余,$5r'\equiv0\pmod6$ 得 $r'=0$,七数都被 $6$ 整除,即都是 $42$ 的倍数。
- 第 3 步(构造最小):取最小的七个 $42\times(1+2+\cdots+7)=42\times28=\underline{1176}$。
最终答案:这 $7$ 个数的和最小是 $1176$。 - 1. ch15-chaoyue-01 · 第二套
- 第 1 步(模 $7$):由任意 $5$ 张和是 $7$ 倍得六个面值都是 $7$ 的倍数。
- 第 2 步(模 $6$):由任意 $4$ 张和是 $6$ 倍得六面值模 $6$ 同余,余数为 $0$ 或 $3$。
- 第 3 步(两种构造):都被 $6$ 整除时和 $=42\times(1+\cdots+6)=882$;$21$ 的奇数倍时和 $=21\times(1+3+5+7+9+11)=\underline{756}$。取较小者。
最终答案:面值之和最小是 $756$ 元。 - 1. ch15-chaoyue-01 · 第三套
- 第 1 步(模 $7$):同前,六数都是 $7$ 的倍数。
- 第 2 步(模 $10$):任意 $4$ 数和是 $10$ 倍,得六数模 $10$ 同余,$4r'\equiv0\pmod{10}$ 得 $r'=0$ 或 $5$。
- 第 3 步(两种构造):都被 $10$ 整除时是 $70$ 的倍数,和 $=70\times21=1470$;$35$ 的奇数倍时和 $=35\times(1+3+5+7+9+11)=\underline{1260}$。取较小者。
最终答案:这 $6$ 个数的和最小是 $1260$。 - 1. ch15-chaoyue-01 · 第三套
- 第 1 步(定结构):同原题推得六数要么都是 $42$ 的倍数、要么都是 $21$ 的奇数倍。
- 第 2 步(都是 $21$ 的奇数倍且为三位数):最小的三位奇数倍是 $21\times5=105$,往上取 $21\times(5,7,9,11,13,15)$,和 $=21\times(5+7+9+11+13+15)=21\times60=\underline{1260}$。
- 第 3 步(都是 $42$ 的倍数且为三位数):最小六个是 $42\times(3,\dots,8)$,和 $=42\times33=1386$,更大。取较小者 $1260$。
最终答案:这 $6$ 个数的和最小是 $1260$。 - 2. ch15-chaoyue-02 · 第一套
- 第 1 步(因数 $5$,$1\sim3006$):$3006\div5=601$、$\div25=120$、$\div125=24$、$\div625=4$,共 $601+120+24+4=\underline{749}$ 个。
- 第 2 步(减 $1\sim400$):$400$ 段因数 $5$ 有 $80+16+3=99$ 个;末尾零 $=749-99=\underline{650}$。
- 第 3 步(因数 $2$,作差):$M$ 中因数 $2$ 共 $2997-397=\underline{2600}$ 个。
- 第 4 步($12=2^2\times3$ 取瓶颈):因数 $3$ 有 $1305$ 个,而 $2600\div2=\underline{1300}<1305$,故除以 $12$ 的次数由因数 $2$ 决定,为 $1300$ 次。
最终答案:(1)末尾有 $650$ 个 $0$;(2)最多除 $1300$ 次 $12$。 - 2. ch15-chaoyue-02 · 第二套
- 第 1 步(因数 $5$):$1\sim2006$ 段 $401+80+16+3=\underline{500}$,$1\sim300$ 段 $60+12+2=74$,末尾零 $=500-74=\underline{426}$。
- 第 2 步(因数 $3$):$N$ 中 $3$ 的个数 $998-148=\underline{850}$。
- 第 3 步(瓶颈):$N$ 中 $2$ 有 $1702$ 个,$\lfloor1702/2\rfloor=851\ge850$,故除以 $12$ 的次数为 $\underline{850}$ 次。
最终答案:(1)末尾 $426$ 个 $0$;(2)最多除 $850$ 次。 - 2. ch15-chaoyue-02 · 第三套
- 第 1 步(因数 $5$):$401+80+16+3=\underline{500}$,即末尾 $500$ 个 $0$。
- 第 2 步(因数 $3$):$668+222+74+24+8+2=\underline{998}$。
- 第 3 步(因数 $2$ 充足取瓶颈):$998<\lfloor(1003+501+250+125+62+31+15+7+3+1)/2\rfloor$,故除以 $12$ 的次数为 $\underline{998}$ 次。
最终答案:(1)末尾 $500$ 个 $0$;(2)最多除 $998$ 次。 - 2. ch15-chaoyue-02 · 第三套
- 第 1 步(因数 $2$):$1\sim4008$ 段减 $1\sim500$ 段,得 $P$ 中因数 $2$ 共 $\underline{3507}$ 个。
- 第 2 步(因数 $3$):同法得 $P$ 中因数 $3$ 共 $\underline{1753}$ 个。
- 第 3 步($24=2^3\times3$ 取瓶颈):一次 $24$ 用 $3$ 个 $2$、$1$ 个 $3$,$\min(\lfloor3507/3\rfloor,1753)=\min(1169,1753)=\underline{1169}$ 次。
最终答案:最多能除 $1169$ 次 $24$。 - 3. ch15-chaoyue-03 · 第一套
- 第 1 步(同原理):满足指数方程的基础解是 $n=2^3\times3\times5^3=\underline{3000}$。
- 第 2 步(找同类解):把 $5$ 的指数保持、$n$ 乘以合适倍数仍满足关系的,只有 $3000$ 的“同结构倍数” $6000=2\times3000$、$9000=3\times3000$ 也在四位数内。
- 第 3 步(写出):$3000,6000,9000$,其中 $6000\div3000=\underline{2}$、$9000\div3000=3$。
最终答案:这样的四位数是 $3000$、$6000$、$9000$。 - 3. ch15-chaoyue-03 · 第二套
- 第 1 步(同原理):$n$ 的质因数都小于 $10$,设 $n=2^a3^b5^c7^d$。
- 第 2 步(解指数方程):得 $a=3,b=1,c=3,d=0$,$n=2^3\times3\times5^3=\underline{3000}$。
- 第 3 步(验范围):$3000<5000$ √,$3000\div5=\underline{600}$。
最终答案:这个四位数是 $3000$。 - 3. ch15-chaoyue-03 · 第三套
- 第 1 步(原理):$n=2^a3^b5^c7^d$,$10$ 倍关系要求某两维($2$ 与 $5$)合计多出一个 $2$ 和一个 $5$。
- 第 2 步(解方程):满足的基础解是 $n=2^2\times3\times5^3=\underline{1500}$。
- 第 3 步(同类解):$1500$ 与 $4500=3\times1500$ 都在四位数范围内,$4500\div1500=\underline{3}$。
最终答案:这样的四位数是 $1500$、$4500$。 - 3. ch15-chaoyue-03 · 第三套
- 第 1 步(原理):$n=2^a3^b5^c7^d$,$2$ 倍关系只在因数 $2$ 一维相差一次。
- 第 2 步(解方程并枚举):得到的四位数基础解含 $n=2^2\times3^2\times5\times7=\underline{1260}$($=1260$),以及同结构的 $1620,2100,2700,3780$。
- 第 3 步(写全部):共 $5$ 个,最小的是 $1260$,$1260\div5=\underline{252}$。
最终答案:这样的四位数是 $1260$、$1620$、$2100$、$2700$、$3780$。 - 4. ch15-chaoyue-04 · 第一套
- 第 1 步(拆除数):$120=8\times3\times5$,两个和分担这些因子。
- 第 2 步(分类求解):让 $A+135$ 是 $24$ 的倍数、$A+108$ 是 $15$ 的倍数,得 $A\div24$ 余 $\underline{9}$($24-135\%24$)、$A\div15$ 余 $12$,最小 $A=57$。
- 第 3 步(验证):$57+135=192=24\times8$、$57+108=165=15\times11$,乘积 $192\times165\div120=\underline{264}$,各自不被 $120$ 整除。
最终答案:这个正整数最小是 $57$。 - 4. ch15-chaoyue-04 · 第二套
- 第 1 步(拆除数):$120=8\times3\times5$。
- 第 2 步(分类):取 $A+75$ 被 $24$ 整除、$A+48$ 被 $15$ 整除,得 $A$ 除以 $24$ 余 $21$、除以 $15$ 余 $12$,最小 $A=\underline{117}$。
- 第 3 步(验证):$117+75=192$、$117+48=165$,乘积能被 $120$ 整除($192\times165\div120=\underline{264}$)。
最终答案:最小正整数是 $117$。 - 4. ch15-chaoyue-04 · 第三套
- 第 1 步(拆除数):$120=8\times3\times5$。
- 第 2 步(分类):取 $A+195$ 被 $24$ 整除、$A+168$ 被 $15$ 整除,得 $A$ 除以 $24$ 余 $21$、除以 $15$ 余 $12$,最小 $A=\underline{117}$。
- 第 3 步(验证):$117+195=312=24\times13$、$117+168=285=15\times19$,$312\times285\div120=\underline{741}$。
最终答案:这个正整数最小是 $117$。 - 4. ch15-chaoyue-04 · 第三套
- 第 1 步(拆除数):$240=2^4\times3\times5=16\times3\times5$,比 $120$ 多一个因数 $2$。
- 第 2 步(分担):两个和须分担 $16,3,5$;一个含 $48=16\times3$、另一个含 $5$(或更细)。分类求解得最小 $A=\underline{117}$。
- 第 3 步(验证):$117+75=192=16\times12$(被 $16$、$3$ 整除)、$117+48=165=5\times33$(被 $5、3$ 整除),乘积 $192\times165\div240=\underline{132}$,且各自不被 $240$ 整除。
最终答案:这个正整数最小是 $117$。 - 5. ch15-chaoyue-05 · 第一套
- 第 1 步(分解):$600=2^3\times3\times5^2$,$20=2^2\times5$。
- 第 2 步(枚举 $(a,b)$ 并配 $c$):按最小公倍数配平枚举 $(a,b)$,再让 $c$ 为 $20$ 的倍数且与 $a,b$ 公因子恰为 $20$,结合 $a>b>c$ 逐一检验。
- 第 3 步(计数):共得 $\underline{17}$ 组。
最终答案:共有 $17$ 组。 - 5. ch15-chaoyue-05 · 第二套
- 第 1 步(分解):$300=2^2\times3\times5^2$,$20=2^2\times5$。
- 第 2 步(枚举):先按 $[a,b]=300$ 枚举 $(a,b)$,再用 $(c,a)=(c,b)=20$ 约束 $c$,结合 $a>b>c$ 检验。
- 第 3 步(计数):共 $\underline{7}$ 组。
最终答案:共有 $7$ 组。 - 5. ch15-chaoyue-05 · 第三套
- 第 1 步(分解):$180=2^2\times3^2\times5$,$12=2^2\times3$。
- 第 2 步(枚举与约束):按 $[a,b]=180$ 枚举 $(a,b)$,$c$ 为 $12$ 的倍数且与 $a,b$ 公因子恰为 $12$,结合 $a>b>c$。
- 第 3 步(计数):共 $\underline{7}$ 组。
最终答案:共有 $7$ 组。 - 5. ch15-chaoyue-05 · 第三套
- 第 1 步(分解):$900=2^2\times3^2\times5^2$,$30=2\times3\times5$。
- 第 2 步(枚举与约束):按 $[a,b]=900$ 枚举 $(a,b)$(三个质因子都到平方,分配更多),$c$ 为 $30$ 的倍数且公因子恰为 $30$,结合 $a>b>c$。
- 第 3 步(计数):共 $\underline{17}$ 组。
最终答案:共有 $17$ 组。 - 6. ch15-chaoyue-06 · 第一套
- 第 1 步(排除重复):除以 $4$ 余数 $\ne$ 除以 $2$ 的余数,除以 $6$ 余数 $\ne$ 除以 $3$、除以 $2$ 的余数,六个余数要两两不同。
- 第 2 步(枚举验证):从 $100$ 起逐个检验六个余数是否互异,最小的是 $118$($118\%7=\underline{6}$)、次小 $119$。
- 第 3 步(第三个):继续找到 $335$,其除以 $2\sim7$ 的余数 $1,2,3,0,5,6$ 互不相同,故第三个是 $\underline{335}$。
最终答案:最小的三个是 $118$、$119$、$335$。 - 6. ch15-chaoyue-06 · 第二套
- 第 1 步(排除重复):除以 $4$ 余数 $\ne$ 除以 $2$ 的余数,除以 $6$ 余数 $\ne$ 除以 $3$ 的余数。
- 第 2 步(求解):偶数类最小解 $118$($118\%4=\underline{2}$),奇数类解 $119,155$。
- 第 3 步(取三个):最小三个是 $118,119,155$,其中 $155\%6=\underline{5}$。
最终答案:最小的三个编号是 $118$、$119$、$155$。 - 6. ch15-chaoyue-06 · 第三套
- 第 1 步(排除重复):除以 $4$ 余数不能等于除以 $2$ 的余数。
- 第 2 步(枚举):从 $100$ 起验证四个余数互异,最小 $118$($118\%5=\underline{3}$)、次小 $119$。
- 第 3 步(第三个):继续得 $147$,其除以 $2,3,4,5$ 余 $1,0,3,2$ 互异,故第三个是 $\underline{147}$。
最终答案:最小的三个是 $118$、$119$、$147$。 - 6. ch15-chaoyue-06 · 第三套
- 第 1 步(排除重复):与原题同,除以 $4$ 余数 $\ne$ 除以 $2$,除以 $6$ 余数 $\ne$ 除以 $3$。
- 第 2 步(在四位数范围枚举):从 $1000$ 起找满足的数,最小 $1018$($1018\%4=\underline{2}$)、次小 $1019$。
- 第 3 步(第三个):继续得 $1055$,故最小三个是 $1018,1019,1055$,$1055\%6=\underline{5}$。
最终答案:最小的三个四位数是 $1018$、$1019$、$1055$。 - 7. ch15-chaoyue-07 · 第一套
- 第 1 步(列方程):设三次分别商 $a,c,e$ 余 $b,d,f$,则商余和相等、被除数相等,相减得 $18a=20c=22e$。
- 第 2 步(设参数):$[18,20,22]=1980$,取 $18a=20c=22e=1980t$,则 $a=110t,c=99t,e=90t$。
- 第 3 步(定 $t$):由 $a+b=e+f$ 得 $f-b=(110-90)t=20t$,因 $1<b,f<19$… 实际余数上限为 $19-1=18$(除以 $19$),$f-b=20t$ 需 $t$ 使之可行,解得原数 $=19\times110+2=\underline{2092}$。
最终答案:这个自然数是 $2092$。 - 7. ch15-chaoyue-07 · 第二套
- 第 1 步(列方程):设商 $a,c,e$、余 $b,d,f$,相减得 $14a=16c=18e$。
- 第 2 步(设参数):$a=72t,c=63t,e=56t$。
- 第 3 步(定 $t$):$f-b=16t$,由 $1<b,f<19$ 得 $b=2,f=18,t=1$,原数 $=15\times72+2=\underline{1082}$。
最终答案:这个数是 $1082$。 - 7. ch15-chaoyue-07 · 第三套
- 第 1 步(列方程):设商 $a,c,e$、余 $b,d,f$,相减得 $10a=12c=14e$。
- 第 2 步(设参数):$[10,12,14]=420$,取 $10a=12c=14e=420t$,则 $a=42t,c=35t,e=30t$。
- 第 3 步(定 $t$):$f-b=(42-30)t=12t$,由 $1<b,f<11$(除以 $11$ 余数上限 $10$)得 $b=2,f=? $;解得原数 $=11\times42+2=\underline{464}$。
最终答案:这个自然数是 $464$。 - 10. ch15-tuozhan-02 · 第一套
- 第 1 步(找瓶颈):末 $5$ 个 $0$ 需要 $5$ 个因数 $5$。连续 $11$ 数中 $5$ 的倍数最多 $3$ 个,要凑 $5$ 个因数 $5$,必须包含一个含 $3$ 个因数 $5$ 的数,最小是 $125=5^3$。
- 第 2 步(定区间):让 $125$ 落在这 $11$ 个数里且尽量靠前,取 $115\sim125$,其中 $120=5\times24$ 再添 $1$ 个、$125$ 添 $3$ 个,共 $\underline{5}$ 个因数 $5$,够用。
- 第 3 步(等差求和):$(115+125)\times11\div2=\underline{1320}$。
最终答案:总和最小是 $1320$。 - 10. ch15-tuozhan-02 · 第二套
- 第 1 步(找瓶颈):末 $4$ 个 $0$ 需 $4$ 个因数 $5$,瓶颈在因数 $5$。
- 第 2 步(定区间):连续 $11$ 数中须含一个 $2$ 倍因数 $5$ 的数,最小是 $25$,区间取 $15\sim25$,因数 $5$ 来自 $15,20,25$ 共 $1+1+2=\underline{4}$ 个。
- 第 3 步(等差求和):$(15+25)\times11\div2=\underline{220}$。
最终答案:编号之和最小是 $220$。 - 10. ch15-tuozhan-02 · 第三套
- 第 1 步(找瓶颈):末 $4$ 个 $0$ 需 $4$ 个因数 $5$。连续 $13$ 个数中 $5$ 的倍数最多 $3$ 个,仍须含一个 $25$ 才够 $4$ 个因数 $5$。
- 第 2 步(定区间):为使总和最小又含 $25$,取 $13\sim25$,因数 $5$ 来自 $15,20,25$ 共 $1+1+2=\underline{4}$ 个,够用。
- 第 3 步(等差求和):$(13+25)\times13\div2=\underline{247}$。
最终答案:总和最小是 $247$。 - 10. ch15-tuozhan-02 · 第三套
- 第 1 步(找瓶颈):仍需 $4$ 个因数 $5$,且这次每个数都要是**三位数**。
- 第 2 步(定区间):最小的含“$2$ 倍因数 $5$”的三位数区间要含 $100=5^2\times4$。取 $100\sim110$,因数 $5$ 来自 $100(2\text{个}),105(1\text{个}),110(1\text{个})$ 共 $2+1+1=\underline{4}$ 个,够用。
- 第 3 步(等差求和):$(100+110)\times11\div2=\underline{1155}$。
最终答案:总和最小是 $1155$。 - 11. ch15-tuozhan-03 · 第一套
- 第 1 步(分解):$11!=39916800=2^8\times3^4\times5^2\times7\times11$。
- 第 2 步(奇偶不变):指数为奇数的质因数是 $7$ 和 $11$,故结果必是 $7\times11=\underline{77}$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$39916800\div77=\underline{518400}$,它是完全平方数 $720^2$,故最小值 $77$ 能取到。
最终答案:这个自然数最小是 $77$。 - 11. ch15-tuozhan-03 · 第二套
- 第 1 步(分解):$9\times8\times\cdots\times1=\underline{362880}=2^7\times3^4\times5\times7$。
- 第 2 步(奇偶不变):奇指数质因数是 $2,5,7$,结果必是 $2\times5\times7=\underline{70}$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$362880\div70=\underline{5184}$,是完全平方数 $72^2$,最小值 $70$ 可达。
最终答案:这个自然数最小是 $70$。 - 11. ch15-tuozhan-03 · 第三套
- 第 1 步(分解):$8!=40320=2^7\times3^2\times5\times7$。
- 第 2 步(奇偶不变):奇指数质因数是 $2,5,7$,结果必是 $2\times5\times7=\underline{70}$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$40320\div70=\underline{576}$,是完全平方数 $24^2$。
最终答案:这个自然数最小是 $70$。 - 11. ch15-tuozhan-03 · 第三套
- 第 1 步(分解):$12!=479001600=2^{10}\times3^5\times5^2\times7\times11$。
- 第 2 步(奇偶不变):指数为奇数的质因数是 $3,7,11$,结果必是 $3\times7\times11=\underline{231}$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$479001600\div231=\underline{2073600}$,它是完全平方数,故最小值 $231$ 能取到。
最终答案:这个自然数最小是 $231$。 - 12. ch15-tuozhan-04 · 第一套
- 第 1 步(总和):$2+3+4+5=\underline{14}$,不被 $3$ 整除,所以整个四位数天然满足。
- 第 2 步(求最大):$a=5$;$a+b$ 不被 $3$,$b$ 取次大 $4$(和 $9$ 不行),取 $b=\underline{3}$(和 $8$);$a+b+c$ 不被 $3$,$c=2$(和 $10$);$d=4$。得 $5324$。
- 第 3 步(求最小):$a=2$;$b$ 不能使和为 $3$ 的倍数,$b=3$(和 $5$);$c$ 取 $5$(和 $10$);$d=4$。得 $\underline{2354}$。
最终答案:最大是 $5324$,最小是 $2354$。 - 12. ch15-tuozhan-04 · 第二套
- 第 1 步(总和):$1+2+3+4=\underline{10}$,不被 $3$ 整除。
- 第 2 步(求最大):$a=4,b=3$(和 $7$),$c$ 不能取 $2$(和 $9$),故 $c=1,d=2$,得 $\underline{4312}$。
- 第 3 步(求最小):$a=1$,$b$ 取 $3$(和 $4$,$b=2$ 会得和 $3$),$c=4,d=2$,得 $1342$。
最终答案:最大是 $4312$,最小是 $1342$。 - 12. ch15-tuozhan-04 · 第三套
- 第 1 步(总和):$1+3+4+5=\underline{13}$,不被 $3$ 整除。
- 第 2 步(求最大):$a=5$;$a+b$ 不被 $3$,$b=4$(和 $9$ 不行)取 $b=3$(和 $8$);$c=1$(和 $9$ 不行)取 $c=1$? 和 $9$——故 $c=4$? 和 $12$——只能 $c=1$ 与 $c=4$ 都被 $3$ 整除,改 $b=1$(和 $6$ 不行)… 正确路径:$a=5,b=3,c=4$? 和 $12$。逐一试得最大为 $4315$。
- 第 3 步(求最小):$a=1$,$b=3$(和 $4$),$c=4$(和 $8$),$d=5$,得 $\underline{1345}$。
最终答案:最大是 $4315$,最小是 $1345$。 - 12. ch15-tuozhan-04 · 第三套
- 第 1 步(总和):$1+2+3+4+7=\underline{17}$,$17$ 不被 $3$ 整除,整体天然满足。
- 第 2 步(求最大):从高位贪心并保证每个前缀和都不被 $3$ 整除,得最大 $74321$。
- 第 3 步(求最小):$a=1$,$b$ 不能使和为 $3$ 倍数……逐位贪心得最小 $\underline{13427}$。
最终答案:最大是 $74321$,最小是 $13427$。 - 13. ch15-tuozhan-05 · 第一套
- 第 1 步(分别计数):小于 $200$ 中被 $2$ 整除的有 $199\div2=99\cdots1$,即 $\underline{99}$ 个;被 $3$ 整除的有 $199\div3=66\cdots1$,即 $\underline{66}$ 个;被 $6$ 整除的有 $199\div6=33\cdots1$,即 $\underline{33}$ 个。
- 第 2 步(容斥,被 $6$ 的减两次):$99+66-33\times2=\underline{99}$。
最终答案:共有 $99$ 个。 - 13. ch15-tuozhan-05 · 第二套
- 第 1 步(分别计数):被 $2$ 整除的 $\underline{49}$ 个,被 $3$ 整除的 $33$ 个,被 $6$ 整除的 $16$ 个。
- 第 2 步(容斥):$49+33-16\times2=\underline{50}$。
最终答案:共有 $50$ 个柜子要检修。 - 13. ch15-tuozhan-05 · 第三套
- 第 1 步(分别计数):小于 $300$ 中被 $2$ 整除的 $\underline{149}$ 个,被 $5$ 整除的 $59$ 个,被 $10$($=2\times5$)整除的 $29$ 个。
- 第 2 步(容斥,被 $10$ 减两次):$149+59-29\times2=\underline{150}$。
最终答案:共有 $150$ 个。 - 13. ch15-tuozhan-05 · 第三套
- 第 1 步(单个):被 $2$ 的 $99$ 个、被 $3$ 的 $66$ 个、被 $5$ 的 $39$ 个。
- 第 2 步(两两交):被 $6$ 的 $33$ 个、被 $10$ 的 $19$ 个、被 $15$ 的 $13$ 个。
- 第 3 步(三交):被 $30$ 的 $6$ 个。
- 第 4 步(三集合容斥):$99+66+39-33-19-13+6=\underline{145}$。
最终答案:共有 $145$ 个。 - 14. ch15-tuozhan-06 · 第一套
- 第 1 步(锁定错号):排查发现,去掉 $16$、$17$ 后剩下 $2\sim15$ 的整除性彼此相容,且它们连续,故错号是 $\underline{16}$ 号和 $17$ 号。
- 第 2 步(列其余编号):$2\sim15$。
- 第 3 步(求最小公倍数):$[2,3,\dots,15]=360360$,验算 $360360\div11=\underline{32760}$、$360360\div13=\underline{27720}$。
最终答案:(1)$16$ 号和 $17$ 号;(2)$360360$。 - 14. ch15-tuozhan-06 · 第二套
- 第 1 步(锁定错号):由整除连锁排查,错的是连续的 $\underline{8}$ 号与 $9$ 号。
- 第 2 步(求最小公倍数):其余为 $2\sim7,10\sim15$,$[\dots]=60060$,验算 $60060\div7=\underline{8580}$。
最终答案:(1)$8$ 号和 $9$ 号;(2)$60060$。 - 14. ch15-tuozhan-06 · 第三套
- 第 1 步(锁定错号):排查得错号仍是连续的 $16$、$17$(去掉后 $2\sim15,18,19,20$ 相容)。
- 第 2 步(求最小公倍数):$[2,\dots,20\setminus\{16,17\}]=6846840$,验算 $6846840\div19=\underline{360360}$。
最终答案:(1)$16$ 号和 $17$ 号;(2)$6846840$。 - 14. ch15-tuozhan-06 · 第三套
- 第 1 步(分解):$60060=2^2\times3\times5\times7\times11\times13$,验算 $4\times3\times5\times7\times11\times13=\underline{60060}$。
- 第 2 步(约数个数公式):各指数加 $1$ 相乘,$(2+1)\times(1+1)^5=3\times32=\underline{96}$。
最终答案:(1)$60060=2^2\times3\times5\times7\times11\times13$;(2)共有 $96$ 个约数。 - 15. ch15-tuozhan-07 · 第一套
- 第 1 步(原理):变灭的灯编号是完全平方数。
- 第 2 步(数平方数):$70^2=4900\le5000<71^2=5041$,故 $1\sim5000$ 中平方数有 $\underline{70}$ 个。
- 第 3 步(仍亮):$5000-70=\underline{4930}$。
最终答案:还有 $4930$ 盏灯亮着。 - 15. ch15-tuozhan-07 · 第二套
- 第 1 步(原理):一扇窗被扳次数等于编号约数个数,只有编号是完全平方数才被扳奇数次而改变状态。
- 第 2 步(数平方数):$44^2=1936\le2008<45^2$,共 $\underline{44}$ 个。
- 第 3 步(仍开):$2008-44=\underline{1964}$。
最终答案:还有 $1964$ 扇窗开着。 - 15. ch15-tuozhan-07 · 第三套
- 第 1 步(数平方数):$54^2=2916\le3000<55^2=3025$,故平方数有 $\underline{54}$ 个。
- 第 2 步(仍亮):$3000-54=\underline{2946}$。
最终答案:还有 $2946$ 盏亮着。 - 15. ch15-tuozhan-07 · 第三套
- 第 1 步(灭灯数):灭掉的灯编号为完全平方数,$1\sim2008$ 中共 $\underline{44}$ 盏。
- 第 2 步(其中偶数编号):编号为平方数又是偶数,即 $(2k)^2$。$44^2=1936$ 内,$2k\le44$ 即 $k\le22$,故偶平方数有 $\underline{22}$ 个。
最终答案:(1)灭了 $44$ 盏;(2)其中编号为偶数的有 $22$ 盏。 - 16. ch15-tuozhan-08 · 第一套
- 第 1 步(换单位):以 $\dfrac18$ 米为 $1$ 新米,狐狸 $\dfrac{54}8=54$、黄鼠狼 $\dfrac{30}8=30$、陷阱 $\dfrac{135}8=135$ 新米。
- 第 2 步(狐狸落陷阱):$[54,135]=270$,$270\div54=\underline{5}$ 秒。
- 第 3 步(黄鼠狼落陷阱):$[30,135]=270$,$270\div30=9$ 秒。狐狸先掉($5<9$)。
- 第 4 步(算黄鼠狼路程):$30\times5=150$ 新米 $=150\div8=\underline{18.75}$ 米。
最终答案:另一个(黄鼠狼)跳了 $18.75$ 米。 - 16. ch15-tuozhan-08 · 第二套
- 第 1 步(换单位):$\dfrac18$ 米为 $1$ 新米,甲 $36$、乙 $22$、洞 $99$ 新米。
- 第 2 步(甲落洞):$[36,99]=396$,$396\div36=\underline{11}$ 秒。
- 第 3 步(乙落洞):$[22,99]=198$,$198\div22=9$ 秒,乙先掉。此时甲跳了 $36\times9=324$ 新米 $=324\div8=\underline{40.5}$ 米。
最终答案:另一只(甲)跳了 $40.5$ 米。 - 16. ch15-tuozhan-08 · 第三套
- 第 1 步(换单位):$\dfrac18$ 米为 $1$ 新米,甲 $50$、乙 $30$、陷阱 $75$ 新米。
- 第 2 步(甲落陷阱):$[50,75]=150$,$150\div50=\underline{3}$ 秒。
- 第 3 步(乙落陷阱):$[30,75]=150$,$150\div30=5$ 秒,甲先掉($3<5$)。此时乙跳 $30\times3=90$ 新米 $=90\div8=\underline{11.25}$ 米。
最终答案:另一个(乙)跳了 $11.25$ 米。 - 17. ch15-tuozhan-09 · 第一套
- 第 1 步(设形式):$N=2^a\times3^b\times5^c$,$a\ge1$。
- 第 2 步(列方程):不是 $3$ 倍数的约数个数 $(a+1)(c+1)=\underline{6}$;不是 $5$ 倍数的约数个数 $(a+1)(b+1)=\underline{10}$。
- 第 3 步(解方程):由 $(a+1)$ 同时整除 $6$ 和 $10$ 得 $a+1=2$,$a=1$;于是 $c+1=3,c=2$,$b+1=5,b=4$。
- 第 4 步(写数):$2\times3^4\times5^2=2\times81\times25=\underline{4050}$。
最终答案:这个偶数是 $4050$。 - 17. ch15-tuozhan-09 · 第二套
- 第 1 步(设形式):总数 $N=2^a\times3^b\times5^c$,$a\ge1$。
- 第 2 步(列方程):$(a+1)(c+1)=\underline{6}$,$(a+1)(b+1)=8$。
- 第 3 步(解):$a+1=2$,$a=1,c=2,b=3$,$N=2\times27\times25=\underline{1350}$。
最终答案:货物总数是 $1350$。 - 17. ch15-tuozhan-09 · 第三套
- 第 1 步(设形式):$N=2^a\times3^b\times5^c$,$a\ge1$。
- 第 2 步(列方程):$(a+1)(c+1)=\underline{8}$,$(a+1)(b+1)=6$。
- 第 3 步(解):$a+1=2$,$a=1,c=3,b=2$,$N=2\times9\times125=\underline{2250}$。
最终答案:这个偶数是 $2250$。 - 17. ch15-tuozhan-09 · 第三套
- 第 1 步(分解):$1350=2\times3^3\times5^2$,验算 $2\times27\times25=\underline{1350}$。
- 第 2 步(约数个数公式):$(1+1)(3+1)(2+1)=\underline{24}$。
最终答案:(1)$1350=2\times3^3\times5^2$;(2)共有 $24$ 个约数。 - 18. ch15-tuozhan-10 · 第一套
- 第 1 步(写结构):合数 $=a(b+1)$,$b$ 为最小质因数,$b+1$ 是 $1452$ 的因数。
- 第 2 步(分解):$1452=2^2\times3\times\underline{121}$(即 $2^2\times3\times121=4\times3\times121$)。
- 第 3 步(枚举):$b=2$($b+1=3$)得 $a=484$,数 $=968$;$b=3$($b+1=4$)得 $a=363$,数 $=\underline{1089}$;$b=11$($b+1=12$)得 $a=121$,数 $=\underline{1331}$。$b=5$ 得 $1210$,最小质因数为 $2$,舍去。
最终答案:满足条件的合数是 $968$、$1089$、$1331$。 - 18. ch15-tuozhan-10 · 第二套
- 第 1 步(写结构):编号 $=a(b+1)$,$b$ 为最小质因数。
- 第 2 步(分解):$1164=2^2\times3\times\underline{97}$。
- 第 3 步(枚举):$b=2$ 得 $776$,$b=3$ 得 $873$,$b=11$ 得 $1067$;$b=5$ 得 $970$(最小质因数为 $2$)舍去。合计 $776+873+1067=\underline{2716}$(供核对)。
最终答案:可能的编号是 $776$、$873$、$1067$。 - 18. ch15-tuozhan-10 · 第三套
- 第 1 步(写结构):合数 $=a(b+1)$,$b$ 为最小质因数。
- 第 2 步(分解):$1212=2^2\times3\times\underline{101}$。
- 第 3 步(枚举):$b=2$ 得 $a=404$、数 $808$;$b=3$ 得 $a=303$、数 $909$;$b=11$ 得 $a=101$、数 $\underline{1111}$。$b=5$ 得 $1010$(最小质因数 $2$)舍。
最终答案:满足条件的合数是 $808$、$909$、$1111$。 - 18. ch15-tuozhan-10 · 第三套
- 第 1 步(枚举):由 $a(b+1)=1164=2^2\times3\times97$ 枚举得 $b=2\to776$、$b=3\to873$、$b=11\to1067$($b=5$ 得 $970$ 舍)。
- 第 2 步(求和):$776+873+1067=\underline{2716}$。
- 第 3 步(奇偶观察):其中是偶数的只有 $776$($b=2$ 那一个),奇数有 $873,1067$ 共 $\underline{2}$ 个。
最终答案:(1)$776$、$873$、$1067$;(2)三者之和为 $2716$。 - 19. ch15-tuozhan-11 · 第一套
- 第 1 步($72=2^3\times3^2$):有序对 $(2\times3+1)\times(2\times2+1)=7\times5=\underline{35}$。
- 第 2 步(化 $a>b$):$(35-1)\div2=\underline{17}$。
- 第 3 步($360=2^3\times3^2\times5$):有序对 $7\times5\times3=\underline{105}$,$a>b$ 有 $(105-1)\div2=\underline{52}$。
最终答案:(1)$17$ 种;(2)$52$ 种。 - 19. ch15-tuozhan-11 · 第二套
- 第 1 步($36=2^2\times3^2$):有序对 $(2\times2+1)(2\times2+1)=\underline{25}$,$a>b$ 有 $(25-1)\div2=\underline{12}$。
- 第 2 步($120=2^3\times3\times5$):有序对 $7\times3\times3=63$,$a>b$ 有 $(63-1)\div2=\underline{31}$。
最终答案:(1)$12$ 种;(2)$31$ 种。 - 19. ch15-tuozhan-11 · 第三套
- 第 1 步(分解):$180=2^2\times3^2\times5$。
- 第 2 步(有序对):$(2\times2+1)(2\times2+1)(2\times1+1)=5\times5\times3=\underline{75}$。
- 第 3 步(化 $a>b$):$(75-1)\div2=\underline{37}$。
最终答案:共有 $37$ 种。 - 19. ch15-tuozhan-11 · 第三套
- 第 1 步(分解):$144=2^4\times3^2$。有序对 $(2\times4+1)(2\times2+1)=9\times5=\underline{45}$,$a>b$ 有 $(45-1)\div2=\underline{22}$。
- 第 2 步(互质):互质要求两数不共享质因子。无序对只有“$16$ 与 $9$”和“$144$ 与 $1$”,共 $\underline{2}$ 种(都满足 $a>b$)。
最终答案:(1)$22$ 种;(2)互质的有 $2$ 种($16$ 与 $9$、$144$ 与 $1$)。 - 20. ch15-tuozhan-12 · 第一套
- 第 1 步(分解):$6=2\times3$,$450=2\times3^2\times5^2$。
- 第 2 步($a,b$ 计数):设 $a=2\times3\times5^x$、$b=2\times3\times5^y$,$x,y$ 至少一个为 $0$,各可取 $0,1,2$,共 $3+3-1=\underline{5}$ 种。
- 第 3 步($c$ 计数):$c=2^u\times3^v\times5^2$,$u\in\{0,1\}$、$v\in\{0,1,2\}$ 但需保证与 $a,b$ 的最小公倍数为 $450$,$v$ 可取 $0,1,2$ 共 $3$ 种、$u$ 取 $2$ 种,$c$ 共 $2\times3=\underline{6}$ 种。
- 第 4 步(乘法原理):$5\times6=\underline{30}$。
最终答案:共有 $30$ 组。 - 20. ch15-tuozhan-12 · 第二套
- 第 1 步(分解):$14=2\times7$,$350=2\times5^2\times7$。
- 第 2 步($a,b$ 计数):$a=2\times7\times5^x$、$b=2\times7\times5^y$,$x,y$ 至少一个为 $0$,共 $\underline{5}$ 种。
- 第 3 步($c$ 计数):$c=2^u\times7^v\times5^2$,$u,v\in\{0,1\}$,共 $\underline{4}$ 种。
- 第 4 步(乘法原理):$5\times4=\underline{20}$。
最终答案:共有 $20$ 组。 - 20. ch15-tuozhan-12 · 第三套
- 第 1 步(分解):$22=2\times11$,$550=2\times5^2\times11$。
- 第 2 步($a,b$ 计数):$a=2\times11\times5^x$、$b=2\times11\times5^y$,$x,y$ 至少一个为 $0$,共 $\underline{5}$ 种。
- 第 3 步($c$ 计数):$c=2^u\times11^v\times5^2$,$u,v\in\{0,1\}$,共 $2\times2=\underline{4}$ 种。
- 第 4 步(乘法原理):$5\times4=\underline{20}$。
最终答案:共有 $20$ 组。 - 20. ch15-tuozhan-12 · 第三套
- 第 1 步(先数无 $a>b$ 限制的 $(a,b)$):共 $5$ 种,其中 $a=b$ 的只有 $x=y=0$ 那 $1$ 种。
- 第 2 步(去相等再折半):$a>b$ 的 $(a,b)$ 有 $(5-1)\div2=\underline{2}$ 种。
- 第 3 步(乘 $c$ 的 $4$ 种):$2\times4=\underline{8}$。
最终答案:共有 $8$ 组。 - 21. ch15-tuozhan-13 · 第一套
- 第 1 步(除以 $5$):余数和 $5=2+3$,故第一个数 $n\equiv 2\pmod 5$。
- 第 2 步(除以 $7$):余数和 $6=3+\underline{3}$,故 $n\equiv 3\pmod 7$。
- 第 3 步(除以 $6$):余数和 $3$,$n$ 除以 $6$ 余数与 $n+1$ 的余数之和为 $3$,即 $n\equiv 1\pmod 6$。
- 第 4 步(枚举验证):同时满足 $n\equiv2(5),\ n\equiv3(7),\ n\equiv1(6)$ 的两位数是 $\underline{97}$,故两数为 $97,98$。
最终答案:这两个两位数是 $97$ 和 $98$。 - 21. ch15-tuozhan-13 · 第二套
- 第 1 步(除以 $5$、$7$):由余数和得 $n\equiv 2\pmod 5$、$n\equiv 0\pmod 7$。
- 第 2 步(枚举):两位数中被 $7$ 整除又除以 $5$ 余 $2$ 的是 $\underline{77}$。
- 第 3 步(验除以 $6$):$77\div6=12\cdots5$、$78\div6=13\cdots0$,余数和 $5+0=\underline{5}$ √。
最终答案:这两个编号是 $77$ 和 $78$。 - 21. ch15-tuozhan-13 · 第三套
- 第 1 步(除以 $7$):余数和 $1=0+1$,故 $n\equiv 0\pmod 7$。
- 第 2 步(除以 $8$):余数和 $11=5+6$,故 $n\equiv 5\pmod 8$。
- 第 3 步(除以 $9$):余数和 $11=5+6$,故 $n\equiv 5\pmod 9$,即 $n\equiv 5\pmod{72}$。
- 第 4 步(枚举):被 $7$ 整除且除以 $72$ 余 $5$ 的两位数是 $\underline{77}$,故两数为 $77,78$。
最终答案:这两个两位数是 $77$ 和 $78$。 - 21. ch15-tuozhan-13 · 第三套
- 第 1 步(除以 $5$):三个连续数余数和 $9$,只可能是 $2+3+4$,故最小数 $n\equiv 2\pmod 5$。
- 第 2 步(除以 $7$):余数和 $15=4+5+6$,故 $n\equiv 4\pmod 7$。
- 第 3 步(除以 $9$):余数和 $15=4+5+6$,故 $n\equiv 4\pmod 9$。
- 第 4 步(枚举验证):同时满足 $n\equiv2(5),\ n\equiv4(7),\ n\equiv4(9)$ 的两位数是 $\underline{67}$,故三数为 $67,68,69$。
最终答案:这三个两位数是 $67$、$68$、$69$。 - 22. ch15-tuozhan-14 · 第一套
- 第 1 步(翻译):隔 $4$(步长 $5$)到 $B$ 说明孔数 $\equiv 1\pmod 5$;隔 $8$(步长 $9$)到 $B$ 说明 $\equiv 1\pmod 9$;隔 $12$(步长 $13$)回 $A$ 说明被 $13$ 整除。
- 第 2 步(合并):$\equiv1\pmod5$ 且 $\equiv1\pmod9$ 即 $\equiv1\pmod{45}$:$46,91$。
- 第 3 步(筛被 $13$ 整除):$91\div13=\underline{7}$,故孔数是 $91$。
最终答案:共有 $91$ 个孔。 - 22. ch15-tuozhan-14 · 第二套
- 第 1 步(翻译):孔(桩)数 $\equiv1\pmod3$、$\equiv1\pmod5$、被 $7$ 整除。
- 第 2 步(合并前两条):$\equiv1\pmod{15}$:$16,31,46,61,76,91$。
- 第 3 步(筛):其中被 $7$ 整除的是 $\underline{91}$。
最终答案:跑道上有 $91$ 个标志桩。 - 22. ch15-tuozhan-14 · 第三套
- 第 1 步(翻译):隔 $3$(步长 $4$)到 $B$ 说明孔数 $\equiv1\pmod4$;隔 $6$(步长 $7$)到 $B$ 说明 $\equiv1\pmod7$;隔 $4$(步长 $5$)回 $A$ 说明被 $5$ 整除。
- 第 2 步(合并前两条):$\equiv1\pmod4$ 且 $\equiv1\pmod7$ 即 $\equiv1\pmod{28}$:$29,57,85$。
- 第 3 步(筛被 $5$ 整除):只有 $85$,$85\div5=\underline{17}$。
最终答案:共有 $85$ 个孔。 - 22. ch15-tuozhan-14 · 第三套
- 第 1 步(翻译):孔数 $\equiv1\pmod3$、$\equiv1\pmod5$、被 $7$ 整除,即 $\equiv1\pmod{15}$ 且被 $7$ 整除。
- 第 2 步(在 $<200$ 内枚举):满足 $\equiv1\pmod{105}$($15$ 与 $7$ 的配合)的解为 $91,196$(因 $196=91+105$)。
- 第 3 步(取偶数):$91$ 是奇数,$196$ 是偶数,故孔数是 $196$,$196\div7=\underline{28}$、$196-15\times13=\underline{1}$。
最终答案:共有 $196$ 个孔。 - 23. ch15-xingqu-01 · 第一套
- 第 1 步(先看哪条最好用):条件②里出现“除以 $2$ 的商”,说明这个数一定能被 $2$ 整除,即它是 $\underline{2}$ 的倍数(偶数)。
- 第 2 步(把③翻译成算式):除以 $9$ 余 $8$ 就是写成 $9k+8$。两位数中这样的偶数依次是 $9\times2+8=\underline{26}$、$9\times4+8=\underline{44}$、$9\times6+8=\underline{62}$、$9\times8+8=\underline{80}$、$9\times10+8=\underline{98}$。
- 第 3 步(用①筛):算出各候选减 $1$:$26-1=\underline{25}$($=5\times5$,不是质数,淘汰);$44-1=\underline{43}$(质数,保留);$62-1=\underline{61}$(质数,保留);$80-1=79$、$98-1=97$ 也是质数,保留。
- 第 4 步(用②筛):再算商:$44\div2=\underline{22}$($=2\times11$,不是质数);$62\div2=\underline{31}$(质数,通过);$80\div2=40$、$98\div2=49=7\times7$ 都不是质数。
- 第 5 步(下结论):三条全中的只有 $\underline{62}$。
最终答案:唯一的两位吉祥数是 $62$。 - 23. ch15-xingqu-01 · 第二套
- 第 1 步(由②定奇偶):既然密码除以 $2$ 有商,它必是 $\underline{2}$ 的倍数,即偶数。
- 第 2 步(由③列候选):密码形如 $9k+5$,两位数中的偶数候选为 $9\times1+5=\underline{14}$、$9\times3+5=\underline{32}$、$9\times5+5=\underline{50}$、$9\times7+5=\underline{68}$、$9\times9+5=\underline{86}$。
- 第 3 步(用①筛):$50-1=\underline{49}$($=7\times7$,淘汰);$86-1=\underline{85}$($=5\times17$,淘汰);剩 $14,32,68$。
- 第 4 步(用②筛):$32\div2=\underline{16}$、$68\div2=\underline{34}$ 都不是质数;$14\div2=\underline{7}$ 是质数。
- 第 5 步(下结论):密码是 $\underline{14}$。
最终答案:密码是 $14$。 - 23. ch15-xingqu-01 · 第三套
- 第 1 步(定奇偶):由②知 $n$ 是 $\underline{2}$ 的倍数,为偶数。
- 第 2 步(列候选):$n=7k+5$,两位数中的偶数有 $7\times1+5=\underline{12}$、$7\times3+5=\underline{26}$、$7\times5+5=\underline{40}$、$7\times7+5=\underline{54}$、$7\times9+5=\underline{68}$、$7\times11+5=\underline{82}$、$7\times13+5=\underline{96}$。
- 第 3 步(用②筛:商必须是质数):$12\div2=\underline{6}$(不是质数)、$26\div2=13$(质数)、$40\div2=20$(不是)、$54\div2=27$(不是)、$68\div2=34$(不是)、$82\div2=\underline{41}$(质数)、$96\div2=48$(不是),只剩 $26$ 与 $82$。
- 第 4 步(用①筛):$26+1=\underline{27}$($=27$,$=3^3$,不是质数,淘汰);$82+1=\underline{83}$(质数,通过)。
- 第 5 步(下结论):$n=\underline{82}$。
最终答案:$n=82$。 - 23. ch15-xingqu-01 · 第三套
- 第 1 步(缩小范围):由②知这个数是偶数,由③知它形如 $9k+5$;$9k+5$ 为偶数要求 $k$ 是奇数,于是三位候选为 $k=11,13,15,\dots,99$ 共 $\underline{45}$ 个。
- 第 2 步(用②强力筛):$n\div2$ 必须是质数,说明 $n=2p$($p$ 为质数),把候选进一步压缩。
- 第 3 步(逐个验证保留的数):$158-1=\underline{157}$ 是质数且 $158\div2=\underline{79}$ 是质数;$194-1=193$、$194\div2=\underline{97}$ 都是质数。
- 第 4 步(继续验证):$662-1=661$、$662\div2=\underline{331}$;$734-1=733$、$734\div2=\underline{367}$;$878-1=877$、$878\div2=\underline{439}$,均为质数。
- 第 5 步(核对③):例如 $158=9\times17+\underline{5}$,余数确为 $5$。
- 第 6 步(求总和):$158+194+662+734+878=\underline{2626}$。
最终答案:三位幸运数有 $158,194,662,734,878$ 共 $5$ 个,总和是 $2626$。 - 24. ch15-xingqu-02 · 第一套
- 第 1 步(拆除数):$72=8\times\underline{9}$,这两个因数互质,可以分开用整除特征。
- 第 2 步(用 $8$ 定个位):被 $8$ 整除只看末三位 $\overline{87\square}$。$870\div8=108\cdots\underline{6}$,还差 $8-6=\underline{2}$ 才够一个 $8$,所以个位是 $2$,此时末三位 $872=8\times\underline{109}$。
- 第 3 步(用 $9$ 定千位):数字和 $9+\square+8+7+2=26+\square$ 要是 $9$ 的倍数,最近的倍数是 $27$,故千位 $=27-26=\underline{1}$,第 (1) 问的数是 $91872$。
- 第 4 步(第 (2) 问拆除数):$55=5\times\underline{11}$。被 $5$ 整除,个位只能是 $0$ 或 $5$。
- 第 5 步(用 $11$ 定千位):从右起“奇数位和减偶数位和”$=(\square_个+8+9)-(7+\square_千)$。取个位 $=5$ 时该差为 $(5+8+9)-(7+\square_千)=\underline{15}-\square_千$,要它是 $11$ 的倍数,故千位 $=15-11=\underline{4}$。
- 第 6 步(验算):$94875\div55=\underline{1725}$,第 (2) 问的数是 $94875$。
最终答案:(1)$91872$;(2)$94875$。 - 24. ch15-xingqu-02 · 第二套
- 第 1 步(拆除数):$72=8\times\underline{9}$,分别用被 $8$、被 $9$ 整除的特征。
- 第 2 步(用 $8$ 定个位):末三位 $\overline{25\square}$ 要被 $8$ 整除,$250\div8=31\cdots\underline{2}$,补上 $8-2=\underline{6}$ 得个位 $6$。
- 第 3 步(用 $9$ 定千位):$8+\square+2+5+6=21+\square$ 是 $9$ 的倍数,故千位 $=27-21=\underline{6}$,批号为 $86256$。
- 第 4 步(第 (2) 问):$55=5\times11$,个位只能取 $0$ 或 $5$。取个位 $=0$ 时,奇数位和 $=0+2+8=\underline{10}$,偶数位和 $=5+\square_千$,两者之差为 $0$ 才是 $11$ 的倍数,故千位 $=10-5=\underline{5}$。
- 第 5 步(验算):$85250\div55=\underline{1550}$。
最终答案:(1)$86256$;(2)$85250$。 - 24. ch15-xingqu-02 · 第三套
- 第 1 步(拆除数):$99=9\times\underline{11}$,两个因数互质,可分别用整除特征。
- 第 2 步(被 $9$:数字和):$7+a+3+6+b=16+a+b$ 要是 $9$ 的倍数,故 $a+b$ 只可能是 $18-16=\underline{2}$ 或 $27-16=\underline{11}$。
- 第 3 步(被 $11$:奇偶位差):从右起奇数位和 $=b+3+7$,偶数位和 $=6+a$,差 $=(b+10)-(6+a)=b-a+\underline{4}$,要它是 $11$ 的倍数,故 $b-a=-4$ 或 $b-a=\underline{7}$。
- 第 4 步(联立求解):取 $a+b=11$ 与 $b-a=7$,两式相加得 $2b=\underline{18}$,$b=\underline{9}$,$a=11-9=\underline{2}$。其余组合都得不到 $0\sim9$ 的整数。
- 第 5 步(验算):$72369\div99=\underline{731}$。
最终答案:这个五位数是 $72369$。 - 24. ch15-xingqu-02 · 第三套
- 第 1 步(分解除数):$792=8\times9\times\underline{11}$,三个因数两两互质,需要同时满足三条整除特征。
- 第 2 步(用 $8$ 定个位):末三位是 $\overline{58b}$,$580\div8=72\cdots\underline{4}$,补 $8-4=\underline{4}$ 得个位 $b=4$。
- 第 3 步(用 $9$ 限制千位):数字和 $8+a+2+5+8+4=27+a$ 要是 $9$ 的倍数,故 $a=0$ 或 $a=\underline{9}$。
- 第 4 步(用 $11$ 定千位):从右起奇数位和 $=4+5+a$,偶数位和 $=8+2+8=\underline{18}$,差 $=(9+a)-18=a-\underline{9}$,要它是 $11$ 的倍数,只能 $a=9$。
- 第 5 步(验算):$892584\div792=\underline{1127}$。
最终答案:这个六位数是 $892584$。 - 25. ch15-xingqu-03 · 第一套
- 第 1 步(列方程):设奇位数字和为 $A$、偶位数字和为 $C$,则 $A+C=\underline{15}$,且 $A-C$ 是 $11$ 的倍数。
- 第 2 步(用奇偶性定差):$15$ 是奇数,$A-C$ 与 $A+C$ 奇偶相同,也必是奇数,故 $A-C$ 只能取 $\pm 11$。
- 第 3 步(解和差):较大者 $=(15+11)\div2=\underline{13}$,较小者 $=(15-11)\div2=\underline{2}$,即 $\{A,C\}=\{13,2\}$。
- 第 4 步(三位数):形如 $\overline{abc}$,$a+c=13,\ b=2$,$a$ 从 $4$ 到 $9$,得 $429,528,627,726,825,924$ 共 $\underline{6}$ 个。
- 第 5 步(小于 $5000$ 的四位数):逐类数得 $1419,1518,1617,1716,1815,1914$ 共 $6$ 个,$2409,2508,2607,2706,2805,2904$ 共 $6$ 个,$4092,4191,4290$ 共 $3$ 个,合计 $6+6+3=\underline{15}$ 个。
- 第 6 步(求总数):$6+15=\underline{21}$。
最终答案:共有 $21$ 个。 - 25. ch15-xingqu-03 · 第二套
- 第 1 步(列方程):设奇位数字和 $A$、偶位数字和 $C$,则 $A+C=\underline{13}$,$A-C$ 是 $11$ 的倍数。
- 第 2 步(定差):$13$ 为奇数,故 $A-C=\pm 11$,解得较大者 $=(13+11)\div2=\underline{12}$,较小者 $=(13-11)\div2=\underline{1}$。
- 第 3 步(三位数):$\overline{abc}$ 中 $a+c=12,\ b=1$,得 $319,418,517,616,715,814,913$ 共 $\underline{7}$ 个。
- 第 4 步(四位数且小于 $5000$):$1309,1408,1507,1606,1705,1804,1903$ 共 $7$ 个,$3091,3190$ 共 $2$ 个,$4081,4180$ 共 $2$ 个,合计 $7+2+2=\underline{11}$ 个。
- 第 5 步(合计):$7+11=\underline{18}$(张)。
最终答案:共要贴 $18$ 张红标签。 - 25. ch15-xingqu-03 · 第三套
- 第 1 步(列方程):设奇位数字和 $A$、偶位数字和 $C$,$A+C=\underline{10}$,$A-C$ 是 $11$ 的倍数。
- 第 2 步(关键区别):这次 $10$ 是**偶数**,$A-C$ 也必是偶数,而 $\pm11$ 是奇数,所以只能 $A-C=\underline{0}$,即 $A=C=10\div2=\underline{5}$。
- 第 3 步(两位数):$\overline{ab}$ 中 $a=b=5$,只有 $\underline{55}$ 这一个(即 $55$)。
- 第 4 步(三位数):$a+c=5,\ b=5$,得 $154,253,352,451,550$ 共 $\underline{5}$ 个。
- 第 5 步(小于 $3000$ 的四位数):$1045,1144,1243,1342,1441,1540$ 共 $6$ 个,$2035,2134,2233,2332,2431,2530$ 共 $6$ 个,合计 $6+6=\underline{12}$ 个。
- 第 6 步(合计):$1+5+12=\underline{18}$。
最终答案:共有 $18$ 个。 - 25. ch15-xingqu-03 · 第三套
- 第 1 步(列方程):奇位和 $A$、偶位和 $C$ 满足 $A+C=13$,$A-C$ 是 $11$ 的倍数;由奇偶性得 $A-C=\pm11$,故 $\{A,C\}=\{\underline{12},\ \underline{1}\}$。
- 第 2 步(三位数):$a+c=12,\ b=1$,共 $\underline{7}$ 个。
- 第 3 步(四位数第一类:千位 + 十位 $=12$,百位 + 个位 $=1$):千位可取 $3\sim 9$(十位相应为 $9\sim 3$),每个千位又有 $(百,个)=(0,1)$ 或 $(1,0)$ 两种,但千位 $=3$ 起才成立,共 $7\times2=\underline{14}$ 个。
- 第 4 步(四位数第二类:千位 + 十位 $=1$,百位 + 个位 $=12$):千位只能是 $1$(十位为 $0$),百位从 $3$ 到 $9$ 共 $\underline{7}$ 个。
- 第 5 步(四位数合计):$14+7=\underline{21}$ 个。
- 第 6 步(总计):$7+21=\underline{28}$。
最终答案:共有 $28$ 个。 - 26. ch15-xingqu-04 · 第一套
- 第 1 步(抓最刚性的条件):两位数是 $11$ 的倍数只能是 $11,22,\dots,99$,即**两个数字相同**。三个两位数是 $\overline{bc},\overline{ac},\overline{ab}$,所以 $a,b,c$ 中必有两个相等。
- 第 2 步(用被 $8$ 整除定末两位):原数被 $8$ 整除必被 $4$ 整除,只看末两位 $\overline{bc}$,故 $\overline{bc}$ 是 $4$ 的倍数,也就是偶数结尾。
- 第 3 步(试 $\overline{bc}$ 为 $6$ 的倍数):既是 $4$ 的倍数又是 $6$ 的倍数的两位数是 $12$ 的倍数:$12,24,36,48,60,72,84,96$,其中数字都不为 $0$ 的有 $12,24,36,48,72,84,96$ 共 $\underline{7}$ 个。
- 第 4 步(配 $11$ 的倍数):若 $\overline{ac}$ 是 $11$ 的倍数则 $a=c$。取 $\overline{bc}=72$($72\div6=\underline{12}$),则 $c=2$,于是 $a=2$,$\overline{ac}=22=11\times\underline{2}$。
- 第 5 步(验第三条与被 $8$ 整除):$\overline{ab}=27=9\times\underline{3}$ 是 $9$ 的倍数;原数 $272\div8=\underline{34}$ 整除,三条件全中。
- 第 6 步(下结论):原来的三位数是 $8\times34=\underline{272}$。
最终答案:原来的三位数是 $272$。 - 26. ch15-xingqu-04 · 第二套
- 第 1 步(用 $5$ 的倍数定位):两位数是 $5$ 的倍数且各位非 $0$,末位只能是 $5$,即 $c=5$ 或 $b=5$。
- 第 2 步(排除 $c=5$):若个位 $c=5$,编号是奇数,不可能被 $8$ 整除,所以 $b=5$。
- 第 3 步(用被 $4$ 整除定 $c$):末两位 $\overline{5c}$ 要被 $4$ 整除,$52\div4=\underline{13}$、$56\div4=\underline{14}$,故 $\overline{bc}$ 是 $52$ 或 $56$。
- 第 4 步(用 $6$、$7$ 的倍数筛):$52$ 既不是 $6$ 的倍数也不是 $7$ 的倍数,舍去;$56=7\times\underline{8}$,保留。
- 第 5 步(定百位):$\overline{ac}=\overline{a6}$ 必须是 $6$ 的倍数,$66=6\times\underline{11}$ 合适,故 $a=6$。
- 第 6 步(验算):$656\div8=\underline{82}$,编号是 $656$。
最终答案:这个编号是 $656$。 - 26. ch15-xingqu-04 · 第三套
- 第 1 步(拆除数):$24=8\times\underline{3}$,所以原数既要被 $8$ 整除(末三位即本身),又要被 $3$ 整除(数字和是 $3$ 的倍数)。
- 第 2 步(先用 $9$ 的倍数):两位数是 $9$ 的倍数,数字和为 $9$ 或 $18$;试 $\overline{ab}=93$($9+3=\underline{12}$),得 $a=9,b=3$。
- 第 3 步(用被 $4$ 整除定 $c$):原数被 $8$ 整除必被 $4$ 整除,末两位 $\overline{3c}$ 要被 $4$ 整除,$36\div4=\underline{9}$,取 $c=6$。
- 第 4 步(验三条倍数条件):$\overline{bc}=36=4\times\underline{9}$、$\overline{ac}=96$ 是 $3$ 的倍数($96\div3=\underline{32}$)、$\overline{ab}=93$ 是 $3$ 的倍数… 重新对应:$36$ 取 $4$ 的倍数、$96$ 取 $3$ 的倍数、$93$ 取 $3$ 的倍数不行,改让 $\overline{ab}=93$ 对应 $3$ 的倍数、$36$ 对应 $9$ 的倍数($36\div9=\underline{4}$)、$96$ 对应 $4$ 的倍数($96\div4=\underline{24}$),三条各占其一。
- 第 5 步(验原数):$936\div24=\underline{39}$,符合。
最终答案:原来的三位数是 $936$。 - 26. ch15-xingqu-04 · 第三套
- 第 1 步(定十位):是 $5$ 的倍数的两位数末位为 $5$;若个位为 $5$ 则原数为奇数,不能被 $8$ 整除,故十位 $b=5$。
- 第 2 步(定个位):末两位 $\overline{5c}$ 要被 $4$ 整除,只能是 $52$ 或 $56$;$52$ 不是 $6$、$7$ 的倍数,舍去,故 $\overline{bc}=56=7\times\underline{8}$。
- 第 3 步(定百位):$\overline{a6}$ 要是 $6$ 的倍数,$66\div6=\underline{11}$,故 $a=6$,第 (1) 问答案为 $656$,且 $656\div8=\underline{82}$。
- 第 4 步(分解质因数):$656\div2=328$、$328\div2=164$、$164\div2=82$、$82\div2=\underline{41}$,而 $41$ 是质数,所以 $656=2^4\times41$。
- 第 5 步(用约数个数公式):指数各加 $1$ 再相乘,约数个数 $=(4+1)\times(1+1)=\underline{10}$。
- 第 6 步(验算):$2^4\times41=16\times41=\underline{656}$。
最终答案:(1)$656$;(2)$656=2^4\times41$,共有 $10$ 个约数。 - 27. ch15-xingqu-05 · 第一套
- 第 1 步(分解质因数):$63000=63\times1000=(9\times7)\times(8\times125)$,整理得 $63000=2^3\times3^2\times5^3\times7$,验算 $8\times9\times125\times7=\underline{63000}$。
- 第 2 步(“是 $6$ 的倍数”转指数):$6=2\times3$,故约数中 $2$ 的指数至少为 $1$,可取 $1,2,3$ 共 $\underline{3}$ 种;$3$ 的指数至少为 $1$,可取 $1,2$ 共 $\underline{2}$ 种。
- 第 3 步(其余质因子自由取):$5$ 的指数可取 $0\sim3$ 共 $\underline{4}$ 种,$7$ 的指数可取 $0\sim1$ 共 $\underline{2}$ 种。
- 第 4 步(乘法原理):$3\times2\times4\times2=\underline{48}$(个)。
- 第 5 步(“与 $6$ 互质”转指数):$2$、$3$ 的指数都必须取 $0$,只剩 $5$、$7$ 自由,共 $4\times2=\underline{8}$(个)。
最终答案:$6$ 的倍数有 $48$ 个;与 $6$ 互质的有 $8$ 个。 - 27. ch15-xingqu-05 · 第二套
- 第 1 步(转化):每份颗数必须是 $26460$ 的约数,问题就是数约数个数。分解得 $26460=2^2\times3^3\times5\times7^2$,验算 $4\times27\times5\times49=\underline{26460}$。
- 第 2 步(是 $6$ 的倍数):$2$ 的指数取 $1\sim2$ 共 $\underline{2}$ 种,$3$ 的指数取 $1\sim3$ 共 $\underline{3}$ 种。
- 第 3 步(其余自由):$5$ 的指数 $0\sim1$ 共 $2$ 种,$7$ 的指数 $0\sim2$ 共 $\underline{3}$ 种。
- 第 4 步(乘法原理):$2\times3\times2\times3=\underline{36}$(种)。
- 第 5 步(与 $6$ 互质):$2$、$3$ 的指数都取 $0$,只剩 $2\times3=\underline{6}$(种)。
最终答案:(1)$36$ 种;(2)$6$ 种。 - 27. ch15-xingqu-05 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$26460=2^2\times3^3\times5\times7^2$。
- 第 2 步(“是 $10$ 的倍数”转指数):$10=2\times5$,故 $2$ 的指数至少为 $1$,可取 $1,2$ 共 $\underline{2}$ 种;$5$ 的指数至少为 $1$,而 $5$ 最高只有 $1$ 次方,只能取 $1$,共 $\underline{1}$ 种。
- 第 3 步(其余自由):$3$ 的指数 $0\sim3$ 共 $\underline{4}$ 种,$7$ 的指数 $0\sim2$ 共 $\underline{3}$ 种。
- 第 4 步(乘法原理):$2\times1\times4\times3=\underline{24}$(个)。
- 第 5 步(与 $10$ 互质):$2$、$5$ 的指数都取 $0$,剩 $3$、$7$ 自由,$4\times3=\underline{12}$(个)。
最终答案:$10$ 的倍数有 $24$ 个;与 $10$ 互质的有 $12$ 个。 - 27. ch15-xingqu-05 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$63000=2^3\times3^2\times5^3\times7$。
- 第 2 步(约数总数):把每个指数加 $1$ 再相乘,$(3+1)\times(2+1)\times(3+1)\times(1+1)=\underline{96}$(个)。
- 第 3 步(“是 $6$ 的倍数”):$2$ 的指数 $\ge1$,$3$ 的指数 $\ge1$。
- 第 4 步(再加“不是 $4$ 的倍数”):不是 $4$ 的倍数意味着 $2$ 的指数不能到 $2$ 及以上,于是 $2$ 的指数被夹成**恰好等于 $1$**,只有 $\underline{1}$ 种取法。
- 第 5 步(其余质因子):$3$ 的指数取 $1\sim2$ 共 $\underline{2}$ 种,$5$ 的指数取 $0\sim3$ 共 $\underline{4}$ 种,$7$ 的指数取 $0\sim1$ 共 $\underline{2}$ 种。
- 第 6 步(乘法原理):$1\times2\times4\times2=\underline{16}$(个)。
最终答案:(1)共有 $96$ 个约数;(2)是 $6$ 的倍数但不是 $4$ 的倍数的有 $16$ 个。 - 28. ch15-xingqu-06 · 第一套
- 第 1 步(定形状):$d(N)=9$,而 $9=9\times1=3\times3$,所以 $N=a^8$ 或 $N=a^2b^2$($a,b$ 为不同质数)。
- 第 2 步(列候选):$a^2b^2$ 型从小到大是 $(2\times3)^2=\underline{36}$、$(2\times5)^2=\underline{100}$、$(2\times7)^2=\underline{196}$、$(3\times5)^2=\underline{225}$、$(3\times7)^2=\underline{441}$。
- 第 3 步(验 $N+1$):$37$ 是质数只有 $2$ 个约数;$101$ 是质数;$197$ 是质数;$226=2\times113$ 有 $\underline{4}$ 个;$442=2\times13\times17$ 有 $(1+1)\times(1+1)\times(1+1)=\underline{8}$ 个 √。
- 第 4 步(继续找第二个):接着的 $a^2b^2$ 型是 $(2\times11)^2=\underline{484}$($485=5\times97$ 只有 $4$ 个约数),$(3\times11)^2=\underline{1089}$,而 $1090=2\times5\times109$ 恰有 $\underline{8}$ 个约数 √。
- 第 5 步(比较 $a^8$ 型):$2^8=\underline{256}$,但 $257$ 是质数只有 $2$ 个约数,不合。
- 第 6 步(下结论):最小 $441$,第二小 $1089$。
最终答案:最小的是 $441$,第二小的是 $1089$。 - 28. ch15-xingqu-06 · 第二套
- 第 1 步(转成约数个数):“分法数”就是约数个数,$d(N)=9$,$d(N-1)=8$。
- 第 2 步(定形状):$9=3\times3=9\times1$,故 $N=a^2b^2$ 或 $N=a^8$。
- 第 3 步(枚举 $a^2b^2$ 型):$(2\times3)^2=\underline{36}$,$35=5\times7$ 只有 $4$ 个约数;$(2\times5)^2=\underline{100}$,$99=3^2\times11$ 有 $(2+1)\times(1+1)=\underline{6}$ 个;$(2\times7)^2=\underline{196}$,$195=3\times5\times13$ 恰有 $\underline{8}$ 个 √。
- 第 4 步(枚举 $a^8$ 型):$2^8=\underline{256}$,$255=3\times5\times17$ 也恰有 $8$ 个约数 √。
- 第 5 步(比较):$196<256$,所以最小是 $196$,第二小是 $256$。
最终答案:最小的是 $196$,第二小的是 $256$。 - 28. ch15-xingqu-06 · 第三套
- 第 1 步(定形状):$6=6\times1=2\times3$,故 $N=a^5$ 或 $N=a^2b$($a,b$ 为不同质数)。
- 第 2 步($N-1$ 的形状):$4=4\times1=2\times2$,故 $N-1=c^3$ 或 $N-1=cd$(两个不同质数之积)。
- 第 3 步(从小到大试):$N=12$ 时 $11$ 是质数只有 $2$ 个约数;$N=18$ 时 $17$ 是质数;$N=20$ 时 $19$ 是质数;$N=28=2^2\times7$,$27=3^3$ 恰有 $3+1=\underline{4}$ 个约数 √。
- 第 4 步(找第二个):$N=44$ 时 $43$ 是质数;$N=45$ 时 $44=2^2\times11$ 有 $(2+1)\times(1+1)=\underline{6}$ 个;$N=50$ 时 $49=7^2$ 有 $\underline{3}$ 个;$N=52=2^2\times13$,$51=3\times17$ 恰有 $(1+1)\times(1+1)=\underline{4}$ 个 √。
- 第 5 步(验 $N$ 的约数个数):$28=2^2\times7$ 有 $(2+1)\times(1+1)=\underline{6}$ 个,$52=2^2\times13$ 同样有 $6$ 个。
- 第 6 步(下结论):最小 $28$,第二小 $\underline{52}$。
最终答案:最小的是 $28$,第二小的是 $52$。 - 28. ch15-xingqu-06 · 第三套
- 第 1 步(定形状):$N=a^8$ 或 $N=a^2b^2$。
- 第 2 步(前两个):$196=(2\times7)^2$,$195=3\times5\times13$ 有 $\underline{8}$ 个约数 √;$256=2^8$,$255=3\times5\times17$ 也有 $8$ 个 √。
- 第 3 步(继续枚举 $a^2b^2$ 型):$(3\times5)^2=\underline{225}$,$224=2^5\times7$ 有 $(5+1)\times(1+1)=\underline{12}$ 个,不合;$(2\times11)^2=\underline{484}$,$483=3\times7\times23$ 恰有 $\underline{8}$ 个 √。
- 第 4 步(确认没有遗漏):介于 $256$ 与 $484$ 之间的 $a^2b^2$ 型只有 $(3\times5)^2=225$、$(2\times13)^2=676>484$ 等,均已排除。
- 第 5 步(求和):$196+256+484=\underline{936}$。
最终答案:最小的三个是 $196$、$256$、$484$,它们的和是 $936$。 - 29. ch15-xingqu-07 · 第一套
- 第 1 步(写结构):最大的约数是 $N$ 本身,次大的是 $\dfrac{N}{p}$($p$ 为最小质因数),故 $N+\dfrac{N}{p}=1113$。
- 第 2 步(提公因式):$\dfrac{N}{p}\times(p+1)=\underline{1113}$,说明 $p+1$ 是 $1113$ 的约数。
- 第 3 步(分解):$1113=3\times7\times\underline{53}$,它是奇数,所以它的约数都是奇数,$p+1$ 为奇数意味着 $p$ 是**偶数**,而偶质数只有 $\underline{2}$。
- 第 4 步(代入):$p=2$,$p+1=3$,故 $\dfrac{N}{2}=1113\div3=\underline{371}$。
- 第 5 步(求 $N$):$N=2\times371=\underline{742}$,检验最小质因数确为 $2$。
- 第 6 步(验算):$742+371=\underline{1113}$ √。
最终答案:这个自然数是 $742$。 - 29. ch15-xingqu-07 · 第二套
- 第 1 步(写结构):设人数为 $N$,最大的约数是 $N$,次大的约数是 $\dfrac{N}{p}$($p$ 为最小质因数),$N+\dfrac{N}{p}=\underline{111}$。
- 第 2 步(提公因式):$\dfrac{N}{p}\times(p+1)=111$。
- 第 3 步(分解讨论):$111=3\times\underline{37}$。$p+1=3$ 得 $p=\underline{2}$(是质数,可行);$p+1=37$ 得 $p=36$、$p+1=111$ 得 $p=110$,都不是质数。
- 第 4 步(求解):$\dfrac{N}{2}=111\div3=\underline{37}$,故 $N=2\times37=\underline{74}$。
- 第 5 步(验算):$74+37=\underline{111}$ √。
最终答案:这个班有 $74$ 人。 - 29. ch15-xingqu-07 · 第三套
- 第 1 步(写结构):$N+\dfrac{N}{p}=\dfrac{N}{p}(p+1)=2109$。
- 第 2 步(分解):$2109=3\times19\times\underline{37}$。
- 第 3 步(定 $p$):$2109$ 是奇数,其约数全为奇数,故 $p+1$ 为奇数、$p$ 为偶数,只能 $p=\underline{2}$,$p+1=3$。
- 第 4 步(求解):$\dfrac{N}{2}=2109\div3=\underline{703}$,故 $N=2\times703=\underline{1406}$。
- 第 5 步(验最小质因数):$703=19\times37$ 是奇数,所以 $1406$ 的最小质因数确为 $2$;验算 $1406+703=\underline{2109}$ √。
最终答案:这个自然数是 $1406$。 - 29. ch15-xingqu-07 · 第三套
- 第 1 步(写结构):最大的三个约数依次是 $N$、$\dfrac{N}{p}$、$\dfrac{N}{q}$,其中 $p<q$ 是 $N$ 的最小的两个大于 $1$ 的约数。
- 第 2 步(定 $p$):$259$ 是奇数。若 $N$ 是奇数,则三个约数都是奇数,和为奇数,可行;若 $N$ 是偶数,则 $p=2$,第三大的约数是 $\dfrac{N}{3}$ 或 $\dfrac{N}{4}$,需分类。
- 第 3 步(试 $p=2,\ q=4$):$N+\dfrac{N}{2}+\dfrac{N}{4}=N\times\dfrac{4+2+1}{4}=\dfrac{\underline{7}N}{4}$,令它等于 $259$,得 $N=259\times4\div7=\underline{148}$。
- 第 4 步(检验):$148=2^2\times37$,约数为 $1,2,4,37,74,148$,最大的三个是 $148,74,37$,和为 $148+74+\underline{37}=\underline{259}$ √。
- 第 5 步(排除另一分类):若 $p=2,\ q=3$,则和为 $N\times\dfrac{6+3+2}{6}=\dfrac{11N}{6}$,$259\times6\div11$ 不是整数,$259\div11=23\cdots\underline{6}$,不成立。
- 第 6 步(下结论):这个自然数是 $\underline{148}$。
最终答案:这个自然数是 $148$。 - 30. ch15-xingqu-08 · 第一套
- 第 1 步(分解质因数):$7\times6\times5\times4\times3\times2\times1=\underline{5040}$,它 $=2^4\times3^2\times5\times7$。
- 第 2 步(奇偶不变原理):换号相当于除以某数的平方,各质因数指数的奇偶性不变。指数为奇数的质因数是 $5$ 和 $7$,所以结果一定是 $5\times7=\underline{35}$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$5040\div35=\underline{144}$,它是完全平方数 $12\times12$,故最小值 $35$ 能取到。
- 第 4 步(写出构造):例如 $7\times6\times5\div4\div3\times2\times1=\underline{35}$。
最终答案:这个自然数最小是 $35$。 - 30. ch15-xingqu-08 · 第二套
- 第 1 步(分解质因数):$6\times5\times4\times3\times2\times1=\underline{720}$,它 $=2^4\times3^2\times5$。
- 第 2 步(奇偶不变):换号等于除以平方,指数奇偶性不变;只有 $5$ 的指数是奇数,故结果一定是 $5$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$720\div5=\underline{144}$,是完全平方数 $12\times12$,故最小值可取 $5$。
- 第 4 步(写出构造):$6\times5\div4\div3\times2\times1=\underline{5}$。
最终答案:这个自然数最小是 $5$。 - 30. ch15-xingqu-08 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$8\times7\times6\times5\times4\times3\times2\times1=\underline{40320}$,它 $=2^7\times3^2\times5\times7$。
- 第 2 步(找奇指数质因数):指数为奇数的是 $2,5,7$,故结果一定是 $2\times5\times7=\underline{70}$ 的倍数。
- 第 3 步(验证可达):$40320\div70=\underline{576}$,它是完全平方数 $24\times24$。
- 第 4 步(写出构造):$8\times7\times5\times3\times2\times1\div4\div6=\underline{70}$。
最终答案:这个自然数最小是 $70$。 - 30. ch15-xingqu-08 · 第三套
- 第 1 步(分解质因数):$10\times9\times8\times7\times6\times5\times4\times3\times2\times1=\underline{3628800}$,它 $=2^8\times3^4\times5^2\times7$。
- 第 2 步(找奇指数质因数):$2,3,5$ 的指数都是偶数,唯有 $7$ 的指数是奇数,故结果一定是 $7$ 的倍数,最小候选 $7$。
- 第 3 步(验证可达):$3628800\div7=\underline{518400}$,它恰是完全平方数 $720\times720$。
- 第 4 步(写出构造):$7\times6\times5\times4\times3\times2\times1\div10\div9\div8=\underline{7}$。
最终答案:这个自然数最小是 $7$。 - 31. ch15-xingqu-09 · 第一套
- 第 1 步(余数上限):除以 $8$、$9$、$11$ 的余数分别不超过 $7$、$8$、$10$,三者最大和为 $7+8+10=\underline{25}$。
- 第 2 步(定余数):和 $23=25-2$,试余数组合 $(7,6,10)$,这个数写成 $8\times10+7=\underline{87}$。
- 第 3 步(回代验证):$9\times9+6=\underline{87}$、$11\times7+10=\underline{87}$,都得到同一个数 $87$,余数确为 $7,6,10$。
最终答案:这个两位数是 $87$。 - 31. ch15-xingqu-09 · 第二套
- 第 1 步(余数上限):分给 $7,8,9$ 人剩下的颗数分别不超过 $6,7,8$,最大和 $6+7+8=\underline{21}$。
- 第 2 步(定余数):和 $20=21-1$,可能是 $(6,6,8)$。此时颗数 $=8\times7+6=\underline{62}$。
- 第 3 步(回代验证):$9\times6+8=\underline{62}$,同为 $62$,且除以 $7$ 也余 $6$,符合。
最终答案:这袋糖有 $62$ 颗。 - 31. ch15-xingqu-09 · 第三套
- 第 1 步(余数上限):余数分别不超过 $6,8,10$,最大和 $6+8+10=\underline{24}$。
- 第 2 步(定余数):和 $22=24-2$,试 $(6,7,9)$,这个数写成 $7\times13+6=\underline{97}$。
- 第 3 步(回代验证):$9\times10+7=\underline{97}$、$11\times8+9=\underline{97}$,都得到 $97$。
最终答案:这个两位数是 $97$。 - 31. ch15-xingqu-09 · 第三套
- 第 1 步(余数上限):余数分别不超过 $6,7,8$,最大和 $6+7+8=\underline{21}$,而题目正好给到 $21$,说明三个余数**同时取到最大值**。
- 第 2 步(转成整除):三个余数都“差 $1$ 就整除”,即 $N+1$ 能同时被 $7,8,9$ 整除,$N+1$ 是它们的公倍数。$7,8,9$ 两两互质,最小公倍数 $=7\times8\times9=\underline{504}$。
- 第 3 步(取最小三位数):$N+1$ 取 $504$ 时 $N=504-1=\underline{503}$。
- 第 4 步(复核):$7\times71+6=\underline{503}$,余数确为 $6$。
最终答案:这个三位数最小是 $503$。