竞赛数学 · 六年级 第21讲《数论综合三》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 ch21-chaoyue-01】求出所有正整数 $n$,使得 $25+n$ 能整除 $25\times n$。
详细思路是哪类问题:这是「整除变形求解」题:把 $25+n\mid25n$ 通过配凑常数,变成 $25+n$ 整除一个固定常数 $625$,再列约数求 $n$。
关键切入点:$25+n\mid25n$,而 $25+n\mid25(n+25)=25n+625$,两式相减 $25+n\mid625$。$625=5^4$ 的约数为 $1,5,25,125,625$。要 $n$ 为正整数须 $25+n>25$,取 $125,625$ 得 $n=100,600$。
方法概述:配凑成 25+n|625,列约数求 n。
规范步骤:- 配凑常数:$25+n\mid25(n+25)=25n+625$(整除变形)
- 相减得固定整除:$25+n\mid625$(整除)
- 列约数求 $n$:$125-25=100,\ 625-25=600$(约数枚举)
- 写出答案:$n=100,600$
第一套题目:求所有正整数 $n$,使得 $49+n$ 能整除 $49\times n$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(配凑):$49+n\mid49(n+49)=49n+49^2$,与 $49n$ 相减得 $49+n\mid49^2$,即 $49+n\mid\underline{\quad}$(填 $49^2$ 的值)。
- 第 2 步(约数):$2401=7^4$ 的约数中大于 $49$ 的有 $343,2401$,得 $n=343-49=\underline{\quad}$、$n=2401-49=\underline{\quad}$。
第二套题目:某活动人数 $n$ 满足:$25+n$ 恰好整除 $25n$。问 $n$ 有哪些可能(正整数)?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(配凑):$25+n\mid25(n+25)=25n+\underline{\quad}$,相减得 $25+n\mid625$。
- 第 2 步(约数):$625$ 大于 $25$ 的约数为 $125,625$,$n=125-25=\underline{\quad}$、$n=625-25=\underline{\quad}$。
第三套题目:验证 $n=600$ 时 $25+n$ 确实整除 $25n$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$25+600=625$,$25\times600=\underline{\quad}$。
- 第 2 步:$15000\div625=\underline{\quad}$,整除成立。
2. 【原题 ch21-chaoyue-02】一个自然数至少有 $4$ 个约数,并且该数等于其最小的 $4$ 个约数的平方之和,请找出这样的自然数。
详细思路是哪类问题:这是「约数平方和自指」题:某数等于它最小 $4$ 个约数的平方和。先用奇偶性锁定它是偶数(含约数 $1,2$),再分析结构。
关键切入点:最小约数是 $1$。若该数为奇数则四个约数全奇、平方和为偶,矛盾,故为偶数,最小两约数 $1,2$。设最小四约数 $1,2,p,q$,平方和为偶要求 $p,q$ 一奇一偶,取 $1,2,5,10$:$1+4+25+100=130$,而 $130=2\times5\times13$ 的最小四约数恰是 $1,2,5,10$,自洽。
方法概述:用奇偶性锁定含 1、2,再令平方和等于自身。
规范步骤:- 奇偶性:该数为偶,含约数 $1,2$(奇偶分析)
- 设四约数并求和:$1^2+2^2+5^2+10^2$(平方和)
- 计算并自洽:$=1+4+25+100=130$(验证)
- 写出答案:$130$
3. 【原题 ch21-chaoyue-03】一个四位数的各位数字互不相同,将其千位与个位数字调换后形成新的四位数,新四位数与原数的最大公约数是 $63$,则原四位数可能是多少?
详细思路是哪类问题:这是「数字调换与最大公约数」题:调换千位与个位后两数之差 $=999(a-d)$,由 $63\mid$ 该差先卡 $a-d$,再用 $63=9\times7$ 的整除特征枚举验证。
关键切入点:$\overline{abcd}-\overline{dbca}=999(a-d)$,$63\mid999(a-d)$,$\gcd(63,999)=9$ 使 $7\mid a-d$,故 $(a,d)=(8,1),(9,2)$ 等。再要 $9,7$ 同除两数、各位互不相同,枚举得 $1638,8631,2709,9702$。
方法概述:由 999(a-d) 卡首末位差,用 9、7 整除特征枚举。
规范步骤:- 差结构:$\overline{abcd}-\overline{dbca}=999(a-d)$(位值原理)
- 卡首末位差:$7\mid a-d$(整除)
- 枚举验证:$\gcd(1638,8631)=63$(整除判定)
- 写出答案:$1638,8631,2709,9702$
第二套题目:一个四位数各位数字互不相同,把千位与个位对调得新四位数,新数与原数的最大公约数是 $63$。原四位数可能是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(差结构):对调千位个位,$\overline{abcd}-\overline{dbca}=999(a-d)$。取 $1638$ 与 $8631$:$8631-1638=\underline{\quad}$,$6993\div999=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(验证公约数):$1638\div63=\underline{\quad}$、$8631\div63=\underline{\quad}$,公约数正是 $63$。
第三套题目:验证 $2709$ 与它对调千位个位后所得 $9702$ 的最大公约数是 $63$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$2709\div63=\underline{\quad}$、$9702\div63=\underline{\quad}$,都是整数。
- 第 2 步(差验证):$9702-2709=\underline{\quad}$,$6993\div999=\underline{\quad}$。
4. 【原题 ch21-chaoyue-04】一个不超过 $200$ 的自然数,如果用四进制表示,那么它的数字和是 $5$;如果用六进制表示,那么它的数字和是 $8$;如果用八进制表示,那么它的数字和是 $9$。如果用十进制表示,那么这个数是多少?
详细思路是哪类问题:这是「进位制数字和同余」题:核心用『$k$ 进制中一个数与它各位数字和模 $(k-1)$ 同余』,把三条数字和条件化为同余方程组。
关键切入点:四进制数字和 $5$:数模 $3$ 余 $5\bmod3=2$;六进制数字和 $8$:模 $5$ 余 $3$;八进制数字和 $9$:模 $7$ 余 $2$。解同余组并限 $\le200$:$23=(113)_4=(35)_6=(27)_8$,另一个 $128$ 不满足全部,故 $23$。
方法概述:用 数≡各位数字和 (mod k-1) 化为同余组求解。
规范步骤:- 三条同余:$N\equiv2(3),\ 3(5),\ 2(7)$(数字和模 k-1)
- 求解:$N=23$($\le200$)(同余/枚举)
- 验证:$23=(113)_4=(35)_6=(27)_8$(进制展开)
- 写出答案:$23$
第二套题目:某个不超过 $200$ 的自然数:四进制数字和 $5$、六进制数字和 $8$、八进制数字和 $9$。它的十进制是多少?(背景:三块进制显示屏)
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(数字和同余):$N\equiv$ 数字和 $\pmod{k-1}$,故 $N$ 除以 $3$ 余 $5-3=\underline{\quad}$、除以 $5$ 余 $8-5=\underline{\quad}$、除以 $7$ 余 $9-7=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(验证 $23$):$23\div3$ 余 $23-3\times7=\underline{\quad}$、$23\div5$ 余 $23-5\times4=\underline{\quad}$、$23\div7$ 余 $23-7\times3=\underline{\quad}$,全部吻合。
第三套题目:用「除基取余」把 $23$ 分别转换成四进制、六进制、八进制,并求出各自的数字和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(四进制·连除 4 取余):$23\div4=5\cdots\underline{\quad}$,再 $5\div4=1\cdots\underline{\quad}$,余数倒序写得 $23=(113)_4$。
- 第 2 步(六进制·除 6 取余):$23\div6=3\cdots\underline{\quad}$,商 $3<6$ 停,得 $23=(35)_6$。
- 第 3 步(八进制·除 8 取余):$23\div8=2\cdots\underline{\quad}$,商 $2<8$ 停,得 $23=(27)_8$。
- 第 4 步(数字和):四进制 $1+1+3=\underline{\quad}$、六进制 $3+5=\underline{\quad}$、八进制 $2+7=\underline{\quad}$。
5. 【原题 ch21-chaoyue-05】把一个两位质数写在另一个不同的两位质数右边,得到一个四位数,这个四位数能被这两个质数之和的一半整除。请问:这样的两个质数乘积最大是多少?最小是多少?
详细思路是哪类问题:这是「质数拼接与整除」题:把两个两位质数拼成四位数,用位值原理把整除条件化成 $\overline{ab}+\overline{cd}\mid198$,定出两质数之和为 $66$,再比较乘积。
关键切入点:设两质数 $p=\overline{ab},q=\overline{cd}$,$\frac{p+q}{2}\mid\overline{pq}=100p+q$,即 $p+q\mid2(100p+q)=200p+2q=198p+2(p+q)$,故 $p+q\mid198p$。$p+q$ 为偶且与 $p$ 互质,得 $p+q\mid198$,$p+q=66$。在和为 $66$ 的两位质数对中,乘积最大 $29\times37=1073$,最小 $13\times53=689$。
方法概述:化为 p+q|198,定 p+q=66,比较乘积。
规范步骤:- 整除变形:$p+q\mid198p$(位值原理)
- 互质得固定整除:$p+q\mid198\Rightarrow p+q=66$(互质)
- 比较乘积:$29\times37=1073,\ 13\times53=689$(枚举比较)
- 写出答案:最大 $1073$,最小 $689$
第二套题目:把一个两位质数接在另一个不同两位质数右边成四位数,它能被这两质数之和的一半整除。这两质数乘积最大、最小各是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(化简):设两质数 $p,q$,条件化为 $p+q\mid198p$,因 $p+q$ 与 $p$ 互质得 $p+q\mid198$,$198\div3=\underline{\quad}$,取偶数解 $p+q=66$。
- 第 2 步(比较):和为 $66$ 的质数对里,$29+37=\underline{\quad}$、乘积 $29\times37=\underline{\quad}$ 最大;$13\times53=\underline{\quad}$ 最小。
第三套题目:验证:把质数 $37$ 接在 $29$ 右边得 $2937$,它能被 $29,37$ 之和的一半整除。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(半和):$(29+37)\div2=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(整除):$2937\div33=\underline{\quad}$,整除成立。
6. 【原题 ch21-chaoyue-06】用 $1,2,3,4,5$ 各一个可以组成 $120$ 个五位数,你能否从这 $120$ 个数里面找出 $11$ 个数来,使得它们除以 $11$ 的余数互不相同?如果五个数字是 $1,3,4,6,8$ 呢?
详细思路是哪类问题:这是「全排列余数分析」题:判断固定五个数字组成的五位数,除以 $11$ 的余数能否取到 $11$ 种互不相同的值。关键是把『除以 $11$ 的余数』精确写成 $2O-S$($O$ 为放在奇数位的三个数字之和、$S$ 为五个数字总和),$S$ 固定后余数完全由 $O$ 决定,而 $O$ 只能取有限个值,据此卡死余数种类的上界。
关键切入点:五位数 $\overline{d_1d_2d_3d_4d_5}$ 各位权 $10^4,10^3,10^2,10^1,10^0$ 模 $11$ 依次为 $1,-1,1,-1,1$(因 $10\equiv-1\pmod{11}$),故 $N\equiv d_1-d_2+d_3-d_4+d_5\pmod{11}$。记奇数位(第 $1,3,5$ 位)三数之和为 $O$、偶数位(第 $2,4$ 位)两数之和为 $E$,则 $N\equiv O-E\pmod{11}$;又 $O+E=S$ 为五个数字之和、是常数,故 $O-E=2O-S$,即余数只由 $O$(哪三个数字放奇数位)决定。于是余数的种类不超过 $O$ 的可能取值个数,而 $O$ 就是从五数字中挑三个之和,等价于看剩下两个(偶数位)之和 $E=S-O$:对 $\{1,2,3,4,5\}$,$S=15$,两数之和 $E$ 从 $1+2=3$ 到 $4+5=9$ 恰取遍 $3,4,5,6,7,8,9$ 共 $7$ 个值,故 $O$ 只有 $7$ 种、余数至多 $7$ 种;对 $\{1,3,4,6,8\}$,$S=22$,两数之和只能取 $4,5,7,9,10,11,12,14$ 共 $8$ 个值,故 $O$ 只有 $8$ 种、余数至多 $8$ 种。$7<11$、$8<11$,无论如何都凑不出 $11$ 个互不相同的余数,所以两种情况都不能。
方法概述:把余数写成 $2O-S$:$S$ 固定后余数种类=奇位三数之和 $O$ 的取值个数,两组分别只有 7、8 种,均 <11。
规范步骤:- 用 $10\equiv-1\pmod{11}$ 展开各位权,写出余数:$N\equiv d_1-d_2+d_3-d_4+d_5\pmod{11}$(被 11 整除的特征)
- 设奇数位三数和 $O$、偶数位两数和 $E$,则余数 $\equiv O-E$;再用 $O+E=S$ 固定消去 $E$:$N\equiv O-E=2O-S\pmod{11}$(奇偶位数字和之差)
- 验证公式:以 $13524$ 为例,奇位 $1,5,4$ 和 $O=10$,$2O-S=2\times10-15=5$,正是 $13524\div11$ 的余数:$13524-11\times1229=5$(代入核对)
- $\{1,2,3,4,5\}$:$S=15$,偶位两数和 $E$ 取遍 $3\sim9$($1+2=3$ 到 $4+5=9$),$O=15-E$:$O$ 只有 $9-3+1=7$ 种,余数至多 $7$ 种(枚举两数之和)
- $\{1,3,4,6,8\}$:$S=22$,两数之和只能取 $4,5,7,9,10,11,12,14$:$O$ 只有 $8$ 种,余数至多 $8$ 种(枚举两数之和)
- 两组余数种类都不足 $11$:$7<11,\ 8<11$(种类不够,无法互异)
- 写出答案:都不能
7. 【原题 ch21-chaoyue-07】用 $1,2,3,4,5,6$ 这 $6$ 个数字各一次组成两个三位数 $A$ 和 $B$,请问:$A$、$B$、$630$ 这三个数的最大公约数最大可能是多少?最小公倍数最小可能是多少?
详细思路是哪类问题:这是「最大公约数与最小公倍数构造」题:用数字和约束确定 $A,B$ 都被 $3$ 整除,先求公约数最大(取 $21$),再让 $A,B$ 尽量『薄』求最小公倍数最小。
关键切入点:$630=2\times3^2\times5\times7$。$A,B$ 数字和均取自 $1\sim6$、总和 $21$ 是 $3$ 的倍数,故 $3\mid A,B$。取 $A=231,B=546$(都被 $21$ 整除)使三数公约数达 $21$。再枚举使 $\mathrm{lcm}(A,B,630)$ 最小得 $6930$(如 $A=315,B=462$)。
方法概述:用数字和定 3 的整除,构造公约数 21、最小公倍数 6930。
规范步骤:- 分解与数字和:$630=2\times3^2\times5\times7,\ 1+\cdots+6=21$(质因数分解)
- 公约数最大:$231,546$ 均被 $21$ 整除(构造)
- 最小公倍数最小:$\mathrm{lcm}=6930$(枚举)
- 写出答案:最大公约数 $21$,最小公倍数 $6930$
第二套题目:用 $1\sim6$ 各一次组成两个三位数 $A,B$。求 $A,B,630$ 三数最大公约数的最大值,并给一组达到它的数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(数字和):$1+2+3+4+5+6=\underline{\quad}$ 是 $3$ 的倍数,故 $A,B$ 都是 $3$ 的倍数。
- 第 2 步(构造 21):取 $231,546$,$231\div21=\underline{\quad}$、$546\div21=\underline{\quad}$、$630\div21=\underline{\quad}$,三数公约数 $21$。
第三套题目:验证 $A=315,B=462$ 时,$A,B,630$ 的最小公倍数是 $6930$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$6930\div315=\underline{\quad}$、$6930\div462=\underline{\quad}$、$6930\div630=\underline{\quad}$,都是整数,故 $6930$ 是三者的公倍数。
- 第 2 步(是最小):$315=3^2\times5\times7,462=2\times3\times7\times11,630=2\times3^2\times5\times7$,取各质因数最高次 $2\times3^2\times5\times7\times11=\underline{\quad}$。
8. 【原题 ch21-chaoyue-08】我们将具有如下性质的自然数 $K$ 称为“DY数”:如果一个整数 $M$ 能被 $K$ 整除,则把 $M$ 的各位数字按相反顺序重写所得的数也能被 $K$ 整除。请求出所有的“DY数”。
详细思路是哪类问题:这是「反序数整除性质」题:求所有 $K$,使得凡被 $K$ 整除的数,其反序数也被 $K$ 整除。
关键切入点:$M$ 与其反序数之差可由若干 $\underbrace{9\cdots9}$ 型数线性组合,它们都是 $9$ 的倍数、且与 $11$ 有关。要 $K\mid M'$ 对一切被 $K$ 整除的 $M$ 成立,$K$ 的质因数只能取自 $3$ 与 $11$,故 $K\in\{1,3,9,11,33,99\}$,逐一验证均成立。
方法概述:由 M 与反序数之差的因子结构,定 K 的质因数只能是 3、11。
规范步骤:- 差由 $\underbrace{9\cdots9}$ 组合:都是 $9$ 的倍数(整除结构)
- $K$ 质因数只能 $3,11$:$K\mid99$(整除)
- 枚举 99 的约数:$1,3,9,11,33,99$(约数)
- 写出答案:共 $6$ 个
9. 【原题 ch21-tuozhan-01】(1)求满足条件的最小自然数,使得它的平方的前两位是 $20$;(2)求满足条件的最小自然数,使得它的平方的后两位是 $04$;(3)求满足条件的最小自然数,使得它的平方的前两位是 $20$、后两位是 $04$。
详细思路是哪类问题:这是「完全平方数的首末位」题:首位约束用开方区间定,末位约束用模 $100$ 的整除条件解,再综合。
关键切入点:(1)平方前两位是 $20$:$44^2=1936$、$45^2=2025$,最小 $45$。(2)平方后两位是 $04$:$100\mid a^2-4=(a-2)(a+2)$,且 $a-2,a+2$ 不能同为 $25$ 倍数,故 $25\mid a-2$ 或 $25\mid a+2$,结合 $4$ 的整除,最小 $a=48$($48^2=2304$)。(3)前 $20$ 后 $04$:综合搜得最小 $448$($448^2=200704$)。
方法概述:首位用开方区间、末位用模 100 条件,最后综合。
规范步骤:- 前两位 $20$:$44^2=1936,\ 45^2=2025$,最小 $45$(开方区间)
- 后两位 $04$:$48^2=2304$,最小 $48$(模 100)
- 前 $20$ 后 $04$:$448^2=200704$,最小 $448$(综合)
- 写出答案:$(1)45;(2)48;(3)448$
第一套题目:(1)求最小自然数,使其平方的前两位是 $30$;(2)求最小自然数,使其平方的后两位是 $24$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(前两位 $30$):$54^2=\underline{\quad}$($2916<3000$)偏小,$55^2=\underline{\quad}$ 前两位为 $30$,故最小 $55$。
- 第 2 步(后两位 $24$):逐个试完全平方,$18^2=\underline{\quad}$ 末两位为 $24$,故最小 $18$。
第二套题目:广告牌编号要求:它的平方数以 $20$ 开头。求最小的编号。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$44^2=\underline{\quad}$ 前两位是 $19$,不合。
- 第 2 步:$45^2=\underline{\quad}$ 前两位是 $20$,故最小编号 $45$。
第三套题目:求最小自然数,使它的平方前两位是 $20$、后两位是 $04$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(后两位 $04$ 的候选):$48^2=\underline{\quad}$ 后两位 $04$ 但前两位 $23$,不合。
- 第 2 步(继续搜首位也是 $20$):$448^2=\underline{\quad}$,前两位 $20$、后两位 $04$,故最小 $448$。
10. 【原题 ch21-tuozhan-02】已知 $n!+4$ 等于两个相邻自然数的乘积,试确定自然数 $n$ 的值。($n!=1\times 2\times 3\times\cdots\times n$)
详细思路是哪类问题:这是「阶乘与相邻乘积构造」题:相邻两自然数之积 $k(k+1)$ 除以 $3$ 只能余 $0$ 或 $2$,据此排除大 $n$,再验证小 $n$。
关键切入点:$n\ge3$ 时 $3\mid n!$,$n!+4\equiv1\pmod3$,不在 $\{0,2\}$ 内,排除。$n=2$ 时 $2!+4=6=2\times3$,符合。故 $n=2$。
方法概述:用相邻积模 3 只余 0/2 排除大 n,小 n 验证。
规范步骤:- 相邻积模 3 余 0 或 2:$k(k+1)\bmod3\in\{0,2\}$(同余性质)
- 大 $n$ 排除:$n\ge3:\ n!+4\equiv1\pmod3$(整除)
- 验证 $n=2$:$2!+4=6=2\times3$(直接计算)
- 写出答案:$n=2$
第一套题目:已知 $n!+10$ 等于两个相邻自然数的乘积,求自然数 $n$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(大 $n$ 排除):$n\ge3$ 时 $3\mid n!$,$n!+10$ 除以 $3$ 余 $10-3\times3=\underline{\quad}$,不在 $\{0,2\}$,排除。
- 第 2 步(验证小 $n$):$2!+10=\underline{\quad}=3\times4$,故 $n=2$。
第二套题目:把 $n!+4$ 块糖排成一个长比宽多 $1$ 的长方形(相邻两自然数相乘)。问 $n$ 是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(模 3 排除):长方形块数 $=k(k+1)$,除以 $3$ 只余 $0$ 或 $2$;$n\ge3$ 时 $n!+4\equiv\underline{\quad}\pmod3$(用 $1$ 表示),排除。
- 第 2 步(验证):$2!+4=\underline{\quad}=2\times3$。
11. 【原题 ch21-tuozhan-03】找出三个小于 $20$ 的自然数,它们的最大公约数是 $1$,但是两两均不互质,请写出所有可能的情况。
详细思路是哪类问题:这是「互质关系构造」题:要三数总体互质、却两两有公因数,就让每两个数共享一个质因数、而三者不共享同一个。
关键切入点:用三质数 $2,3,5$ 两两搭配:含 $\{2,3\}$、含 $\{2,5\}$、含 $\{3,5\}$ 各一个。小于 $20$ 内含 $\{2,5\}$ 的只有 $10$、含 $\{3,5\}$ 的只有 $15$、含 $\{2,3\}$ 的有 $6,12,18$。故所有解为 $(6,10,15),(10,12,15),(10,15,18)$。
方法概述:三质数两两搭配,枚举 20 以内的实现。
规范步骤:- 每两数共享一质因数:$\{2,3\},\{2,5\},\{3,5\}$(质因数搭配)
- $\{2,5\}\to10,\{3,5\}\to15$ 唯一:$10,15$(范围限定)
- $\{2,3\}\to6,12,18$:$6,12,18$(枚举)
- 写出答案:$(6,10,15),(10,12,15),(10,15,18)$
第二套题目:三支队伍的人数都小于 $20$,三队人数的最大公约数是 $1$,但每两队人数都有大于 $1$ 的公约数。写出所有可能的人数组合。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(搭配质因数):让三对分别共享 $2\times3=\underline{\quad}$、$2\times5=\underline{\quad}$、$3\times5=\underline{\quad}$。
- 第 2 步($\{2,3\}$ 的其它实现):$2\times2\times3=\underline{\quad}$、$2\times3\times3=\underline{\quad}$。
第三套题目:验证 $10,12,15$ 三数的最大公约数是 $1$,但两两都不互质。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(两两公约数):$\gcd(10,12)=2$、$\gcd(12,15)=3$、$\gcd(10,15)=5$,都大于 $1$。
- 第 2 步(整体):三数同时含的质因数没有,故最大公约数 $=1$。乘积验证 $10\times12\times15=\underline{\quad}$。
12. 【原题 ch21-tuozhan-04】三个两位奇数,它们的最大公约数是 $1$,但是两两均不互质,且三个数的最小公倍数共有 $18$ 个约数。求所有满足要求的情况。
详细思路是哪类问题:这是「约数个数与互质构造」题:由最小公倍数有 $18$ 个约数反推它的质因数结构,再用两位奇数两两不互质搭配。
关键切入点:$18=3\times3\times2$,故 $L=p^2q^2r$ 型。三数为两位奇数、两两有公质因数、整体互质。搜得 $(35,63,75)$:$L=3^2\times5^2\times7=1575$,约数个数 $(2+1)(2+1)(1+1)=18$;以及 $(55,75,99)$:$L=3^2\times5^2\times11=2475$,同为 $18$ 个约数。
方法概述:由约数个数 18 定 L 的质因数指数结构,再搭配两位奇数。
规范步骤:- $18=3\times3\times2$ 定结构:$L=p^2q^2r$(约数个数公式)
- 第一组:$35,63,75\Rightarrow L=1575=3^2\times5^2\times7$(构造)
- 第二组:$55,75,99\Rightarrow L=2475=3^2\times5^2\times11$(构造)
- 写出答案:$35,63,75$;$55,75,99$
第二套题目:三张卡片上各写一个两位奇数,它们的最大公约数是 $1$、两两都不互质,三数的最小公倍数恰有 $18$ 个约数。已知这组数是 $35,63,75$,请验证。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(求最小公倍数):$35=5\times7,63=3^2\times7,75=3\times5^2$,取各质因数最高次得 $L=3^2\times5^2\times7=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(数约数个数):指数 $2,2,1$,约数个数 $(2+1)\times(2+1)\times(1+1)=\underline{\quad}$。
第三套题目:验证 $55,75,99$ 也满足:两位奇数、最大公约数 $1$、两两不互质、最小公倍数有 $18$ 个约数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(最小公倍数):$55=5\times11,75=3\times5^2,99=3^2\times11$,取最高次 $L=3^2\times5^2\times11=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(约数个数):$(2+1)\times(2+1)\times(1+1)=\underline{\quad}$。
13. 【原题 ch21-tuozhan-05】$1\times 4\times 7\times 10\times\cdots\times 2008$ 的末尾有多少个连续的零?
详细思路是哪类问题:这是「阶乘型乘积末尾零」题:末尾零个数由乘积中因子 $5$ 的个数决定(因子 $2$ 充足),逐级统计 $5,25,125,625$ 的倍数项。
关键切入点:数列 $1,4,7,\dots,2008$ 首项 $1$、公差 $3$、共 $670$ 项。其中 $5$ 的倍数 $134$ 个、$25$ 的倍数 $27$ 个、$125$ 的倍数 $5$ 个、$625$ 的倍数 $1$ 个,因子 $5$ 共 $134+27+5+1=167$。因子 $2$ 远多于此,故末尾有 $167$ 个零。
方法概述:逐级统计 5、25、125、625 的倍数项累加。
规范步骤:- 项数:$(2008-1)\div3+1=670$(等差数列)
- 逐级计数:$134,27,5,1$(因子 5 计数)
- 累加:$134+27+5+1=167$(求和)
- 写出答案:$167$
第一套题目:$2\times5\times8\times11\times\cdots\times2009$ 的末尾有多少个连续的零?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(项数):首项 $2$、公差 $3$、末项 $2009$,共 $(2009-2)\div3+1=\underline{\quad}$ 项。
- 第 2 步(逐级计数):$5$ 的倍数 $134$ 个、$25$ 的倍数 $27$ 个、$125$ 的倍数 $6$ 个、$625$ 的倍数 $1$ 个。
- 第 3 步(累加):$134+27+6+1=\underline{\quad}$。
第二套题目:把 $1,4,7,10,\cdots,2008$ 这些数全部连乘,所得大数末尾一共有几个 $0$?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(项数):$(2008-1)\div3+1=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(因子 5 累加):$134+27+5+1=\underline{\quad}$。
14. 【原题 ch21-tuozhan-06】一个四位数除以它后两位数字组成的两位数,余数恰好是它前两位数字组成的两位数。如果它后两位数字组成的两位数是质数,那么原来的四位数最小是多少?
详细思路是哪类问题:这是「带余除法构造数」题:用 $\overline{abcd}=100\,\overline{ab}+\overline{cd}$ 把余数条件化为 $\overline{cd}\mid99\,\overline{ab}$,再结合 $\overline{cd}$ 是质数定出它。
关键切入点:余数为 $\overline{ab}$:$\overline{abcd}-\overline{ab}=100\,\overline{ab}+\overline{cd}-\overline{ab}=99\,\overline{ab}+\overline{cd}$ 被 $\overline{cd}$ 整除,即 $\overline{cd}\mid99\,\overline{ab}$。又要余数 $\overline{ab}<\overline{cd}$ 且 $\overline{cd}$ 为质数,故 $\overline{cd}\mid99$,得 $\overline{cd}=11$。最小取 $\overline{ab}=10$,四位数 $1011$。
方法概述:化为 cd|99·ab,用质数条件定 cd=11 再取最小。
规范步骤:- 拆位:$\overline{abcd}=100\,\overline{ab}+\overline{cd}$(位值原理)
- 余数条件:$\overline{cd}\mid99\,\overline{ab}$(带余除法)
- 质数且 $>\overline{ab}$:$\overline{cd}=11$(质数分析)
- 取最小:$\overline{ab}=10\Rightarrow1011$(最小化)
- 写出答案:$1011$
第二套题目:一个四位数的储物柜密码,用它后两位组成的两位数去除这个四位数,余数恰好是前两位组成的两位数。若后两位是质数,最小的密码是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(化简):$\overline{abcd}=100\,\overline{ab}+\overline{cd}$,余数为 $\overline{ab}$ 得 $\overline{cd}\mid99\,\overline{ab}$。
- 第 2 步(定 $\overline{cd}$):$\overline{cd}$ 是质数且整除 $99=9\times11$,故 $\overline{cd}=11$。
- 第 3 步(取最小):$\overline{ab}=10$,密码 $=100\times10+11=\underline{\quad}$,验证 $1011\div11$ 商 $91$ 余 $1011-11\times91=\underline{\quad}$。
第三套题目:验证:$1011$ 除以它后两位组成的数 $11$,余数恰是它前两位组成的数 $10$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(求商):$1011\div11$ 的整数商是 $91$,因为 $11\times91=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(求余):$1011-1001=\underline{\quad}$,正是前两位 $10$。
15. 【原题 ch21-tuozhan-07】由数字 $a$、$b$、$c$ 各一个可以组成六个不同的三位数,其中五个三位数的和是 $2075$,那么 $a+b+c$ 是多少?
详细思路是哪类问题:这是「数字全排列求和」题:$a,b,c$ 组成的六个三位数之和恒为 $222(a+b+c)$,由『五数和 + 被去掉的那个 $=222(a+b+c)$』反推 $a+b+c$。
关键切入点:六数和 $=222(a+b+c)$。设去掉的三位数为 $x$,则 $2075+x=222(a+b+c)$,故 $222(a+b+c)$ 是略大于 $2075$ 的 $222$ 倍数。取 $222\times10=2220$,$x=2220-2075=145$,其数字恰为 $1,4,5$ 且和为 $10$,自洽。故 $a+b+c=10$。
方法概述:用六数和 222(a+b+c) 反推,去掉数=222S-2075。
规范步骤:- 六数之和:$222(a+b+c)$(全排列求和)
- 反推倍数:$222\times10=2220$(倍数判断)
- 去掉的数自洽:$2220-2075=145$,数字 $1,4,5$(验证)
- 写出答案:$a+b+c=10$
第一套题目:由数字 $a,b,c$ 各一个组成六个不同的三位数,其中五个的和是 $2612$。求 $a+b+c$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总和公式):六数之和 $=222(a+b+c)$,是 $222$ 的倍数且略大于 $2612$。
- 第 2 步(反推):$222\times13=\underline{\quad}$,去掉的数 $2886-2612=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(自洽):$274$ 的数字 $2,7,4$ 之和 $2+7+4=\underline{\quad}$,故 $a+b+c=13$。
第二套题目:三个不同数字做成六张卡片式三位数,小丁把其中五个加起来得 $2075$。这三个数字之和是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总和):六个三位数之和 $=222(a+b+c)$。
- 第 2 步(反推):$222\times10=\underline{\quad}$,被漏掉的一个 $=2220-2075=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(自洽):$145$ 的数字和 $1+4+5=\underline{\quad}$。
16. 【原题 ch21-tuozhan-08】任意一些末两位数是 $25$ 的数相乘,它们的乘积末两位数仍是 $25$,我们就把 $25$ 称为“变不掉的两位数尾巴”。显然 $000$ 是“变不掉的三位数尾巴”,请写出所有的“变不掉的三位数尾巴”。
详细思路是哪类问题:这是「自守数(幂尾不变)」题:三位尾巴 $\overline{abc}$『变不掉』等价于 $\overline{abc}^2$ 末三位仍是 $\overline{abc}$,即 $1000\mid\overline{abc}(\overline{abc}-1)$。
关键切入点:$1000=8\times125$,且 $\overline{abc}$ 与 $\overline{abc}-1$ 互质,故 $8,125$ 分居两因子。解 $8\mid x,125\mid x-1$ 等四类组合,得 $x=000,001,376,625$。验证 $376^2=141376$、$625^2=390625$ 末三位不变。
方法概述:化为 1000|x(x-1),用 8 与 125 分居互质因子求解。
规范步骤:- 变不掉即末三位不变:$1000\mid x(x-1)$(同余)
- $1000=8\times125$,两因子互质:$8\mid x-1 或 x,\ 125\mid$ 另一(整除分解)
- 解得四个:$000,001,376,625$(分类)
- 验证:$376^2=141376,\ 625^2=390625$(完全平方)
- 写出答案:$000,001,376,625$
第一套题目:若一个数的平方末四位与它本身相同,就叫四位自守数尾巴(如 $0000$)。请求出所有非零的四位自守数尾巴。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(条件):$\overline{abcd}^2$ 末四位不变,即 $10000\mid x(x-1)$,$10000=16\times625$。
- 第 2 步(验证 $9376$):$9376^2=87909376$,末四位 $87909376-87900000=\underline{\quad}$,不变。
- 第 3 步(验证 $0625$):$625^2=390625$,末四位 $390625-390000=\underline{\quad}$,不变。
第二套题目:密码学课上老师说:有些三位数,任意多个以它结尾的数相乘,乘积仍以它结尾。请把所有这样的三位尾巴找出来(含 $000$)。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(条件):等价 $x^2$ 末三位为 $x$,即 $1000\mid x(x-1)$。
- 第 2 步(验证 $376$):$376^2=141376$,末三位 $141376-141000=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(验证 $625$):$625^2=390625$,末三位 $390625-390000=\underline{\quad}$。
17. 【原题 ch21-tuozhan-09】在 $3$ 和 $5$ 之间插入 $6,30,20$ 三个数,可以得到 $3,6,30,20,5$ 这样一串数,其中每相邻两个数的和都可以整除它们的乘积。请你在 $4$ 与 $3$ 之间插入三个非零自然数,使得其中每相邻两个数的和都可以整除它们的乘积。
详细思路是哪类问题:这是「插数满足整除」构造题:先证『相邻两数 $a,b$ 满足 $a+b\mid ab$』等价于 $a+b\mid a^2$(也 $\mid b^2$),据此逐个卡口枚举。
关键切入点:$a+b\mid a(a+b)=a^2+ab$,减去 $ab$ 得 $a+b\mid a^2$。在 $4$ 与 $3$ 间插 $d,e,f$:由 $4+d\mid16$ 得 $d\in\{4,12\}$,$3+f\mid9$ 得 $f=6$,$e+6\mid36$ 得 $e\in\{3,6,12,30\}$,逐一验证得 $4,4,12,6,3$;$4,12,6,6,3$;$4,12,12,6,3$。
方法概述:由 a+b|a² 逐卡口枚举相邻数对。
规范步骤:- 推出关键结论:$a+b\mid a^2$(整除变形)
- 两端卡口:$4+d\mid16,\ 3+f\mid9$(枚举)
- 中间卡口:$e+6\mid36$(枚举)
- 写出答案:$4,4,12,6,3;\ 4,12,6,6,3;\ 4,12,12,6,3$
18. 【原题 ch21-tuozhan-10】已知 $M$、$N$ 是互为反序的两个三位数,且 $M>N$。请问:(1)如果 $M$ 和 $N$ 的最大公约数是 $7$,求 $M$;(2)如果 $M$ 和 $N$ 的最大公约数是 $21$,求 $M$。
详细思路是哪类问题:这是「反序数与最大公约数」题:反序两数之差 $M-N=99(a-c)$,由公约数整除该差先卡住首末位差 $a-c$,再枚举中间位验证。
关键切入点:$M=\overline{abc},N=\overline{cba}$,$M-N=99(a-c)$。(1)$7\mid M-N$ 且 $\gcd(7,99)=1$ 故 $7\mid a-c$,得 $(a,c)=(8,1)$ 或 $(9,2)$,枚举中间位验证唯有 $M=952$($\gcd(952,259)=7$)。(2)$21\mid M-N$ 同样 $7\mid a-c$,验证唯有 $M=861$($\gcd(861,168)=21$)。
方法概述:由 M-N=99(a-c) 卡首末位差,再枚举中间位。
规范步骤:- 差的结构:$M-N=99(a-c)$(位值原理)
- 卡首末位差:$7\mid a-c\Rightarrow(a,c)=(8,1),(9,2)$(整除)
- 枚举验证:$\gcd(952,259)=7,\ \gcd(861,168)=21$(枚举)
- 写出答案:$(1)952;(2)861$
第二套题目:$M,N$ 是互为反序的两个三位数且 $M>N$。若它们的最大公约数是 $7$,求 $M$;若是 $21$,求 $M$。(背景:车牌正反读)
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(差结构):$M-N=99(a-c)$。对 $\gcd=7$:$952-259=\underline{\quad}$,$693\div99=\underline{\quad}$(即 $a-c=7$)。
- 第 2 步(验证 7):$952\div7=\underline{\quad}$、$259\div7=\underline{\quad}$,最大公约数正是 $7$。
- 第 3 步(验证 21):$861\div21=\underline{\quad}$、$168\div21=\underline{\quad}$,最大公约数是 $21$。
第三套题目:说明任何三位数与它的反序数之差都是 $99$ 的倍数,并求 $952$ 与 $259$ 之差是 $99$ 的几倍。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(作差):$\overline{abc}-\overline{cba}=(100a+10b+c)-(100c+10b+a)=99(a-c)$。
- 第 2 步(代入):$952-259=\underline{\quad}$,$693\div99=\underline{\quad}$。
19. 【原题 ch21-tuozhan-11】用 $1,2,3,4,5,6$ 这六个数字组成两个三位数 $A$ 和 $B$,那么 $A$、$B$、$540$ 这三个数的最大公约数最大可能是多少?
详细思路是哪类问题:这是「最大公约数构造」题:三数公约数是 $540$ 的约数,用数字和与个位约束排除大约数,逼出上界再举例达到。
关键切入点:$540=2^2\times3^3\times5$。$A,B$ 个位至多一个是 $5$,故不能同为 $5$ 的倍数;数字和 $1+\cdots+6=21$ 不是 $9$ 的倍数,故不能同为 $9$ 的倍数。于是公约数至多 $2^2\times3=12$,例如 $132,456$ 达到。
方法概述:用个位与数字和约束排除 5、9,逼出上界 12。
规范步骤:- 分解:$540=2^2\times3^3\times5$(质因数分解)
- 排除 5 与 9:数字和 $21$ 非 $9$ 倍数(数字和判整除)
- 上界并举例:$\gcd=12$,如 $132,456$(构造)
- 写出答案:$12$
第二套题目:用 $1,2,3,4,5,6$ 各一次拼成两个三位数 $A,B$。问 $A,B,540$ 三数的最大公约数最大是多少?给一组例子。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(数字和):$1+2+3+4+5+6=\underline{\quad}$,不是 $9$ 的倍数,故 $A,B$ 不能同为 $9$ 的倍数;个位至多一个 $5$,也不能同为 $5$ 的倍数。
- 第 2 步(上界):公约数至多 $2^2\times3=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(举例):$132\div12=\underline{\quad}$、$456\div12=\underline{\quad}$。
20. 【原题 ch21-tuozhan-12】请将 $1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11$ 按合适的顺序写成一行,使得这一行数中的任何一个都是它前面所有数之和的约数。
详细思路是哪类问题:这是「整除排列构造」题:把 $1\sim11$ 排成一行,使每个数都是它前面所有数之和的约数。用总和 $66$ 逐步安排前缀和被下一个数整除。
关键切入点:$1+2+\cdots+11=66$。一个可行排列是 $6,1,7,2,8,3,9,4,10,5,11$:前缀和依次 $6,7,14,16,24,27,36,40,50,55$,分别被下一个数 $1,7,2,8,3,9,4,10,5,11$ 整除,最后前 $10$ 项和 $55$ 被 $11$ 整除。
方法概述:用总和 66,逐步让前缀和被下一个数整除。
规范步骤:- 总和:$1+2+\cdots+11=66$(等差求和)
- 给出排列:$6,1,7,2,8,3,9,4,10,5,11$(构造)
- 逐项验证前缀和整除:$6\mid6,\ 55/11=5$(整除验证)
- 写出答案:一个排列如上
21. 【原题 ch21-tuozhan-13】请证明:(1)$11,111,1111,11111,\cdots$ 都不是完全平方数;(2)$69,669,6669,66669,\cdots$ 都不是完全平方数。
详细思路是哪类问题:这是「完全平方数否定证明」题:用余数性质否定一整族数是完全平方数。
关键切入点:(1)$11,111,1111,\dots$ 末两位都是 $11$,除以 $4$ 余 $3$;而完全平方数除以 $4$ 只余 $0,1$,故都不是。(2)$69,669,6669,\dots$ 除以 $8$ 都余 $5$,而完全平方数除以 $8$ 只余 $0,1,4$,故都不是。
方法概述:用平方数模 4(模 8)的余数排除整族数。
规范步骤:- 第(1)族末两位 $11$,模 4 余 3:$111=4\times27+3$(平方数模 4)
- 平方数模 4 只余 0/1,排除:$3\notin\{0,1\}$(余数性质)
- 第(2)族模 8 余 5:$669=8\times83+5$(平方数模 8)
- 平方数模 8 只余 0/1/4,排除:$5\notin\{0,1,4\}$(余数性质)
22. 【原题 ch21-tuozhan-14】一根红色的长线,将它对折,再对折……经过 $m$ 次对折后将所得到的线束从中间剪断,得到一些红色的短线;一根白色的长线,经过 $n$ 次对折后将所得到的线束从中间剪断,得到一些白色的短线。已知红色短线比白色短线多,而且它们的数量之和是 $100$ 的倍数。请问:红色短线至少有多少条?
详细思路是哪类问题:这是「对折剪线计数」题:先把对折 $m$ 次剪断后的段数写成 $2^m+1$,再由『红白段数之和是 $100$ 的倍数(含因子 $4$)』定出 $n=1$,最后求最小 $m$。
关键切入点:对折 $m$ 次剪断得 $2^m+1$ 段,故红 $2^m+1$、白 $2^n+1$。和 $2^m+2^n+2$ 是 $100$ 的倍数即含因子 $4$;若 $m,n$ 都 $\ge2$ 则 $2^m+2^n+2$ 只被 $2$ 整除不被 $4$ 整除,矛盾,故 $n=1$。于是 $2^m+4\equiv0\pmod{100}$,$2^{12}=4096$,$4096+4=4100$ 是 $100$ 的倍数,红 $=2^{12}+1=4097$。
方法概述:段数=2^m+1,由和含因子 4 定 n=1,再求最小 m。
规范步骤:- 段数公式:红 $2^m+1$、白 $2^n+1$(对折计数)
- 和含因子 4 定 $n=1$:$2^m+2^n+2$(整除)
- 求最小 $m$:$2^{12}=4096,\ 4096+4=4100$(2 的幂)
- 红段数:$2^{12}+1=4097$
- 写出答案:$4097$(已确认最小)
第二套题目:红绳对折 $m$ 次后从中间剪断得红段,白绳对折 $n$ 次剪断得白段。红段比白段多,两者段数之和是 $100$ 的倍数。红段至少多少条?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(段数):对折 $m$ 次剪断得 $2^m+1$ 段。和 $2^m+2^n+2$ 含因子 $4$,逼出 $n=1$。
- 第 2 步(最小 $m$):$2^{12}=\underline{\quad}$,$4096+4=\underline{\quad}$ 是 $100$ 的倍数。
- 第 3 步(红段):$4096+1=\underline{\quad}$。
第三套题目:一根绳对折 $10$ 次后从中间剪断,一共得到多少段?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:对折 $10$ 次得 $2^{10}$ 个小段落叠在一起,剪断后段数 $=2^{10}+1$。
- 第 2 步:$2^{10}=\underline{\quad}$,段数 $1024+1=\underline{\quad}$。
23. 【原题 ch21-xingqu-01】(1)求所有满足条件的三位数:在它左边写上 $40$ 后所得的五位数是完全平方数。(2)求满足条件的最小自然数:在它左边写上 $80$ 后所得的数是完全平方数。
详细思路是哪类问题:这是「完全平方数枚举构造」题:把已知数字放在待求数左边、结果是完全平方数,等价于把完全平方数限定在一段确定区间里,再对区间内的每个平方数开方枚举。
关键切入点:(1)把三位数 $\overline{xyz}$ 写在 $40$ 右边得五位数 $40\,000+\overline{xyz}$,它落在 $[40100,40999]$。对这段开方:$\sqrt{40000}=200$,故只需看 $201^2,202^2,\dots$。$201^2=40401$、$202^2=40804$、$203^2=41209$ 已超出,所以三位数为 $401,804$。(2)在最小自然数左边写 $80$:两位数区间 $80\square\square$ 内 $89^2=7921<8000$、$90^2=8100>8099$ 没有平方数;五位区间 $283^2=80089$(尾数 $089$ 有前导零不合法)、$284^2=80656$,故最小三位数尾巴 $656$。
方法概述:限定完全平方数所在区间,逐个开方枚举尾数。
规范步骤:- 三位数写在 $40$ 右边落在区间 $[40100,40999]$,对边界开方 $200^2=40000$:$201^2=40401,\ 202^2=40804$(限定区间)
- 下一个平方数已越界:$203^2=41209>40999$(确定枚举止步)
- 取出尾三位得三位数:$40401-40000=401,\ 40804-40000=804$(位值原理)
- 第(2)问四位区间无平方($89^2=7921,90^2=8100$),转五位区间:$284^2=80656$(缩小到合法区间)
- 取尾三位得最小自然数:$80656-80000=656$(去前导零后最小)
- 写出答案:$(1)401、804;(2)656$
第一套题目:(1)求所有三位数:在它左边写上 $50$ 后所得五位数是完全平方数。(2)求最小自然数:在它左边写上 $87$ 后所得的数是完全平方数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(定区间):三位数写在 $50$ 右边落在 $[50100,50999]$,对左端开方 $\sqrt{50000}\approx 223.6$,从 $224$ 起试:$224^2=\underline{\quad}$、$225^2=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(越界即止):$226^2=\underline{\quad}$ 已超过 $50999$,停。
- 第 3 步(取尾三位):$50176-50000=\underline{\quad}$、$50625-50000=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(第 2 问·最小自然数):$87$ 后接一位数 $[870,879]$、两位数 $[8700,8799]$ 都不含完全平方($29^2=841,\ 30^2=900$;$93^2=8649,\ 94^2=8836$),故所求最小自然数为三位数,转到五位区间 $[87100,87999]$。
- 第 5 步(五位区间枚举):$295^2=\underline{\quad}$,尾数 $025$ 有前导零、不是合法的三位自然数,舍去;$296^2=\underline{\quad}$ 落入区间,取尾三位 $87616-87000=\underline{\quad}$,即最小自然数。
第二套题目:密码锁的口令是一个三位数。已知:在它前面接上 $40$ 得到的五位数恰是某个整数的平方。请求出所有可能的口令。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(定区间):五位数在 $[40100,40999]$,左端 $200^2=40000$,从 $201$ 起:$201^2=\underline{\quad}$、$202^2=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(越界即止):$203^2=\underline{\quad}$ 超界。
- 第 3 步(取口令):$40401-40000=\underline{\quad}$、$40804-40000=\underline{\quad}$。
第三套题目:求所有三位数:在它左边写上 $90$ 后所得五位数是完全平方数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(定区间):五位数在 $[90100,90999]$,左端 $300^2=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(枚举):$301^2=\underline{\quad}$ 落在区间,$302^2=\underline{\quad}$ 已超界。
- 第 3 步(取三位数):$90601-90000=\underline{\quad}$。
第三套题目:求所有三位数:在它左边写上 $196$ 后所得六位数是完全平方数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(定区间):六位数在 $[196100,196999]$,对左端开方 $\sqrt{196000}\approx 442.7$。
- 第 2 步(枚举):$442^2=\underline{\quad}$ 偏小、$443^2=\underline{\quad}$ 落入区间、$444^2=\underline{\quad}$ 超界。
- 第 3 步(取三位数):$196249-196000=\underline{\quad}$。
24. 【原题 ch21-xingqu-02】已知 $n!+3$ 是一个完全平方数,试确定自然数 $n$ 的值。($n!=1\times 2\times 3\times\cdots\times n$)
详细思路是哪类问题:这是「阶乘 + 完全平方数余数排除」题:无法直接枚举无穷个 $n$,关键是用完全平方数除以 $4$ 只能余 $0$ 或 $1$ 的性质,一刀切掉所有大 $n$,再对剩下的小 $n$ 逐一验证。
关键切入点:当 $n\ge 4$ 时 $n!$ 含因数 $4$(甚至 $8$),故 $n!\equiv 0\pmod 4$,$n!+3\equiv 3\pmod 4$,而完全平方数模 $4$ 只余 $0,1$,故 $n\ge 4$ 全部排除。剩下 $n=0,1,2,3$ 直接算:$0!+3=1!+3=4=2^2$、$2!+3=5$(非)、$3!+3=9=3^2$。所以 $n=0,1,3$。
方法概述:大范围用完全平方数模 4 余 0 或 1 排除,小范围逐一验证。
规范步骤:- 大 $n$ 排除:$n\ge4$ 时 $4\mid n!$,故 $n!+3\equiv3\pmod4$,非平方:$4!+3=27,\ 27=4\times6+3$(平方数模 4 余 0/1)
- 小范围验证 $n=0,1$:$0!+3=1!+3=4=2^2$(直接计算)
- 验证 $n=2,3$:$2!+3=5(非),\ 3!+3=9=3^2$(直接计算)
- 写出答案:$n=0,1,3$
第一套题目:已知 $n!+7$ 是完全平方数,求自然数 $n$。($n!=1\times2\times\cdots\times n$)
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(大 $n$ 排除):$n\ge4$ 时 $4\mid n!$,$n!+7$ 除以 $4$ 的余数为 $7-4=\underline{\quad}$,而平方数模 $4$ 只余 $0,1$,排除。
- 第 2 步(小范围验证):$0!+7=1!+7=\underline{\quad}$(非平方)、$2!+7=\underline{\quad}$、$3!+7=\underline{\quad}$(非平方)。
- 第 3 步(认出平方):$2!+7=9=\underline{\quad}$,故 $n=2$。
第二套题目:晶晶用 $n!+3$ 颗珠子恰好摆成一个正方形方阵(每边颗数相同)。问自然数 $n$ 可以是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(大 $n$ 排除):能摆成正方形即珠子数是完全平方数;$n\ge4$ 时 $4\mid n!$,$n!+3\equiv\underline{\quad}\pmod4$(用 $3$ 表示),非平方。
- 第 2 步(小范围):$0!+3=1!+3=\underline{\quad}=2^2$、$2!+3=\underline{\quad}$(非)、$3!+3=\underline{\quad}=3^2$。
第三套题目:已知 $n!+4$ 恰是两个相邻自然数的乘积,求自然数 $n$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(认出模 3 性质):相邻两数之积 $k(k+1)$ 除以 $3$ 只能余 $0$ 或 $2$。
- 第 2 步(大 $n$ 排除):$n\ge3$ 时 $3\mid n!$,$n!+4$ 除以 $3$ 余 $4-3=\underline{\quad}$,不在 $\{0,2\}$ 内,排除。
- 第 3 步(小范围):$2!+4=\underline{\quad}=2\times3$,故 $n=2$。
25. 【原题 ch21-xingqu-03】一个完全平方数是四位数,且它的各位数字均小于 $7$。如果把组成它的每个数字都加上 $3$,便得到另外一个完全平方数。求原来的四位数。
详细思路是哪类问题:这是「平方数 + 数字整体平移」题:关键把『每一位都加 $3$』翻译成整个数加 $3333$,于是问题变成——找两个相差 $3333$、且都是四位完全平方数、其中较小者各位都小于 $7$(保证加 $3$ 不进位)的数。
关键切入点:若原数 $=a^2$,每位加 $3$ 后 $=a^2+3333=b^2$,故 $b^2-a^2=(b-a)(b+a)=3333=3\times11\times101$。枚举四位平方数:$34^2=1156$,各位 $1,1,5,6$ 均 $<7$,$1156+3333=4489=67^2$,符合。故原四位数 $1156$。
方法概述:把每位加 3 转化为整体加 3333,枚举相差 3333 的两个四位平方数。
规范步骤:- 每位加 $3$ 即整体加 $3333$:$\overline{abcd}+3333$(位值原理)
- 枚举较小平方数,各位 $<7$:$34^2=1156,\ 1,1,5,6<7$(不进位约束)
- 验证加 $3333$ 仍为平方:$1156+3333=4489=67^2$(完全平方数)
- 写出答案:$1156$
第一套题目:一个完全平方数是四位数,且各位数字均小于 $9$。如果把它的每个数字都加上 $1$,便得到另一个完全平方数。求原来的四位数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(翻译):每位加 $1$ 等于整体加 $\underline{\quad}$(四个 $1$ 拼成)。
- 第 2 步(枚举较小平方数,各位 $<9$):试 $45^2=\underline{\quad}$,各位 $2,0,2,5$ 都小于 $9$。
- 第 3 步(验证):$2025+1111=\underline{\quad}=56^2$,故原数 $=2025$。
第二套题目:电子表上显示一个四位完全平方数,各位数字都小于 $7$。技术员把每一位都调大 $3$(不进位),屏幕上又是一个完全平方数。原来显示的四位数是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(翻译):每位加 $3$ 即整体加 $\underline{\quad}$。
- 第 2 步(枚举):$34^2=\underline{\quad}$,各位 $1,1,5,6<7$。
- 第 3 步(验证):$1156+3333=\underline{\quad}=67^2$。
第三套题目:两个四位完全平方数相差 $3333$,较小的各位数字都小于 $7$。请求出这两个完全平方数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(因式分解):设为 $a^2,b^2$,则 $(b-a)(b+a)=3333=3\times11\times\underline{\quad}$(补最大质因数)。
- 第 2 步(找 $a$):枚举得 $a=34$,$a^2=\underline{\quad}$,各位 $<7$。
- 第 3 步(求 $b^2$):$1156+3333=\underline{\quad}$,$b=67$。
26. 【原题 ch21-xingqu-04】请写出所有各位数字互不相同的三位奇数,使得它能被它的每一个数位上的数字整除。
详细思路是哪类问题:这是「整除构造数」枚举题:三位奇数说明各位都是奇数字,先缩小可用数字范围再枚举,避免盲目试 $900$ 个数。
关键切入点:奇数的各位必是奇数字 $1,3,5,7,9$。若含 $9$,则该数须被 $9$ 整除(数字和是 $9$ 的倍数),与各位互不相同的限制冲突,故只在 $1,3,5,7$ 中取三个不同数字组数,逐一验证被每位整除:得 $135,315,175,735$。
方法概述:缩小可用数字到 $\{1,3,5,7\}$,再枚举验证整除性。
规范步骤:- 奇数各位为奇数字,排除 $9$:$\{1,3,5,7\}$ 中取三(整除限制)
- 验证 $135$:$135\div1,\div3,\div5$:$135=27\times5=45\times3$(被各位整除)
- 同法得 $315,175,735$:$315,175,735$(枚举验证)
- 写出答案:$135,315,175,735$
第二套题目:某三位储物柜编号是奇数,三个数位上的数字互不相同,且编号能同时被这三个数字整除。请写出所有可能的编号。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(缩范围):奇数各位为奇数字,含 $9$ 会强制被 $9$ 整除而矛盾,故取自 $\{1,3,5,7\}$。
- 第 2 步(验 $135$):$135\div5=\underline{\quad}$、$135\div3=\underline{\quad}$,整除。
- 第 3 步(验 $175$):$175\div5=\underline{\quad}$、$175\div7=\underline{\quad}$,整除。
- 第 4 步(验 $735$):$735\div7=\underline{\quad}$、$735\div3=\underline{\quad}$,整除。
第三套题目:验证三位数 $315$ 能被它的每一位数字整除,并写出 $315$ 的三个真商。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$315\div3=\underline{\quad}$。
- 第 2 步:$315\div1=\underline{\quad}$。
- 第 3 步:$315\div5=\underline{\quad}$。
27. 【原题 ch21-xingqu-05】在一个两位数的十位与个位数字之间插入一个数字 $0$,得到一个三位数(例如 $21$ 变成了 $201$),结果这个三位数恰好能被原来的两位数整除。请问:所有满足条件的两位数之和是多少?
详细思路是哪类问题:这是「插入数字与整除」题:把『$\overline{a0b}$ 被 $\overline{ab}$ 整除』用位值原理拆开,化成一个只含 $a,b$ 的简单整除条件,再分类枚举求和。
关键切入点:$\overline{a0b}=100a+b$,$\overline{ab}=10a+b$,两者相减 $\overline{a0b}-\overline{ab}=90a$。故 $\overline{ab}\mid\overline{a0b}$ 等价于 $\overline{ab}\mid90a$,再减去 $9\times\overline{ab}=90a+9b$ 得 $\overline{ab}\mid9b$。$b=0$ 时所有整十数 $10,20,\dots,90$ 都满足;$b\ne0$ 时另有 $15,18,45$。求和 $450+78=528$。
方法概述:用位值原理化为 $\overline{ab}\mid9b$,再分类枚举求和。
规范步骤:- 作差消去大部分:$(100a+b)-(10a+b)=90a$(位值原理)
- 再化简得整除条件:$\overline{ab}\mid9b$(整除性质)
- $b=0$:整十数求和:$10+20+\cdots+90=450$(等差求和)
- $b\ne0$:另有 $15,18,45$:$15+18+45=78$(枚举)
- 合计:$450+78=528$
第二套题目:一台老式计价器把某个两位数的十位和个位之间挤进一个 $0$,就变成三位数(如 $21\to201$)。若这个三位数恰能被原两位数整除,求所有这样的两位数之和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(作差化简):$\overline{a0b}-\overline{ab}=90a$,故 $\overline{ab}\mid90a$,进一步 $\overline{ab}\mid9b$。$b=0$ 时整十数 $10,\dots,90$ 全满足,其和 $10+20+30+40+50+60+70+80+90=\underline{\quad}$。
- 第 2 步($b\ne0$ 的特殊解):另有 $15,18,45$,其和 $15+18+45=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(合计):$450+78=\underline{\quad}$。
第三套题目:在两位数十位与个位间插入 $0$ 得三位数且被原数整除。请先求出其中所有个位为 $0$ 的两位数之和。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:个位为 $0$ 即 $\overline{a0}\mid\overline{a00}$,对一切 $a$ 都成立,这些数是 $10,20,\dots,90$。
- 第 2 步(等差求和):首项 $10$、末项 $90$、共 $9$ 项,$(10+90)\times9\div2=\underline{\quad}$。
28. 【原题 ch21-xingqu-06】用 $2,3,4,5,6,7$ 六个数字组成两个三位数,要使这两个三位数与 $540$ 的最大公约数尽可能的大,请问:这两个三位数应该分别是多少?
详细思路是哪类问题:这是「最大公约数构造」题:公约数一定是 $540$ 的约数,先分解 $540$ 找出较大的候选约数,再看能否用给定数字 $2\sim7$ 各一次拼出两个都被它整除的三位数。
关键切入点:$540=2^2\times3^3\times5$。取候选公约数 $108=2^2\times3^3$:$108\times3=324$、$108\times7=756$ 恰用掉 $3,2,4,7,5,6$ 六个数字各一次;或 $108\times4=432$、$108\times7=756$。故最大公约数可达 $108$。
方法概述:分解 540 取较大约数 108,用数字拼出它的倍数。
规范步骤:- 分解 540:$540=2^2\times3^3\times5=5\times108$(质因数分解)
- 取候选 $108$:$108\times3=324,\ 108\times7=756$(构造倍数)
- 验证数字恰用一次:$3,2,4,7,5,6$ 各一次(组数约束)
- 写出答案:$324、756$ 或 $432、756$,公约数 $108$
第一套题目:用 $2,3,4,5,6,7$ 六个数字各一次组成两个三位数,使它们与 $540$ 的最大公约数尽可能大。这个最大公约数是多少?请给出一组数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$540=2^2\times3^3\times5$,去掉不易同时满足的因子 $5$,取 $2^2\times3^3=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(构造倍数):$108\times3=\underline{\quad}$、$108\times7=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(验证):$324\div108=\underline{\quad}$、$756\div108=\underline{\quad}$,且数字 $3,2,4,7,5,6$ 各一次。
第三套题目:用 $1,2,3,4,5,6$ 六个数字各一次组成两个三位数 $A,B$,使 $A$、$B$、$630$ 三数的最大公约数尽可能大。最大是多少?给出一组数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分解):$630=2\times3^2\times5\times7$。数字和 $1+2+\cdots+6=\underline{\quad}$ 是 $3$ 的倍数但不是 $9$ 的倍数,故 $A,B$ 是 $3$ 的倍数而非 $9$ 的倍数。
- 第 2 步(取候选 $21$):$21\times11=231$、$21\times26=546$,验证 $231\div21=\underline{\quad}$、$546\div21=\underline{\quad}$,数字 $2,3,1,5,4,6$ 各一次。
- 第 3 步(结论):三数最大公约数 $=\underline{\quad}$($630\div30$ 与 $21$ 一致,取 $21$)。
29. 【原题 ch21-xingqu-07】一个自然数,它与 $99$ 的乘积的各位数字都是偶数。求满足要求的最小自然数。
详细思路是哪类问题:这是「倍数与数字限制」题:先用『$99$ 的倍数其数字和是 $9$ 的倍数』与『各位全偶』两条推出乘积的数字和必是 $18$ 的倍数,再构造出最小的合规乘积后回除。
关键切入点:设 $99n=P$。$P$ 各位全偶,则奇数位与偶数位数字和都是偶数;又 $9\mid P$ 使数字和是 $9$ 的倍数,两者合起来数字和是 $18$ 的倍数。逐步搜得最小的各位全偶的 $99$ 倍数是 $228888$,于是 $n=228888\div99=2312$。
方法概述:由数字和是 18 的倍数缩小搜索,构造最小全偶乘积再回除。
规范步骤:- $99$ 的倍数数字和是 $9$ 的倍数:$9\mid P$(整除特征)
- 各位全偶使数字和为偶,合得 $18\mid$ 数字和:$18\mid S(P)$(奇偶分析)
- 最小全偶乘积:$P=228888$(构造)
- 回除得 $n$:$228888\div99=2312$(整除)
- 写出答案:$2312$
第一套题目:一个自然数与 $999$ 的乘积的各位数字都是偶数。求满足要求的最小自然数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(数字和判据):$999$ 的倍数数字和是 $\underline{\quad}$ 的倍数(用 $9$ 表示),各位全偶又使数字和为偶,合得数字和是 $18$ 的倍数。
- 第 2 步(最小全偶乘积):搜得 $P=222888888$,其数字和 $2+2+2+8+8+8+8+8+8=\underline{\quad}$,是 $18$ 的倍数($54\div18=\underline{\quad}$)。
- 第 3 步(回除):$n=222888888\div999=\underline{\quad}$。
第二套题目:每套礼盒卖 $99$ 元。某天卖出若干套,总收入的每一位数字都是偶数。问最少卖出多少套?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(判据):总收入 $=99\times$ 套数,是 $99$ 的倍数,数字和是 $9$ 的倍数;各位全偶又使数字和为偶,合得数字和是 $\underline{\quad}$ 的倍数(填 $18$)。
- 第 2 步(最小全偶收入):$228888$ 的数字和 $2+2+8+8+8+8=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(回除套数):$228888\div99=\underline{\quad}$。
第三套题目:求各位数字都是偶数的最小的六位 $99$ 的倍数。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(判据):它是 $99$ 的倍数,数字和是 $9$ 的倍数;各位全偶数字和为偶,合得是 $18$ 的倍数。
- 第 2 步(构造):最小者是 $228888$,验证数字和 $2+2+8+8+8+8=\underline{\quad}$,且 $228888\div99=\underline{\quad}$ 为整数。
30. 【原题 ch21-xingqu-08】有 $3$ 个自然数,其中每一个数都不能被另外两个数整除,而且其中任意两个数的乘积都能被第三个数整除。请问:满足上述条件的 $3$ 个自然数之和最小是多少?
详细思路是哪类问题:这是「整除关系构造最小值」题:先证每个数至少含两种质因数,再用最小的三个质数 $2,3,5$ 两两搭配,使『两两互不整除、任两积被第三整除』,求得最小和。
关键切入点:若某数只含一种质因数则三数会成倍数链,违反『互不整除』。故每数至少两种质因数,用 $2,3,5$ 两两组合得最小三数 $6=2\times3,\ 10=2\times5,\ 15=3\times5$:互不整除,且 $6\times10=60$ 被 $15$ 整除、$6\times15=90$ 被 $10$ 整除、$10\times15=150$ 被 $6$ 整除。和为 $31$,且已由枚举确认最小。
方法概述:每数取两种最小质因数两两搭配,验证并求和。
规范步骤:- 构造三数:$6=2\times3,\ 10=2\times5,\ 15=3\times5$(质因数搭配)
- 验证两两积被第三整除:$6\times10=60=15\times4$(整除)
- 求和:$6+10+15=31$(求和)
- 写出答案:$31$(已枚举确认最小)
第二套题目:三个齿轮的齿数满足:任一个都不能整除另两个中的任何一个,但任意两个齿数之积都能被第三个齿数整除。求这三个齿数之和的最小值。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(构造):用最小三质数两两组合,$2\times3=\underline{\quad}$、$2\times5=\underline{\quad}$、$3\times5=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(验证):$6\times10\div15=\underline{\quad}$、$10\times15\div6=\underline{\quad}$ 都是整数。
- 第 3 步(求和):$6+10+15=\underline{\quad}$。
第三套题目:验证 $6,10,15$ 两两互不整除、且任两数之积都能被第三个数整除。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$6\times10=60$,$60\div15=\underline{\quad}$。
- 第 2 步:$6\times15=90$,$90\div10=\underline{\quad}$。
- 第 3 步:$10\times15=150$,$150\div6=\underline{\quad}$。
31. 【原题 ch21-xingqu-09】小明与小华玩游戏,规则如下:开始每人都是 $1$ 分,每局获胜的小朋友都可以把自己的分数乘以 $3$,输的小朋友保持分数不变。最后小明获胜,他比小华多的分数是 $99$ 的倍数。那么他们至少玩了多少局?
详细思路是哪类问题:这是「倍数游戏 + 指数同余」题:把两人分差写成 $3^b(3^{a-b}-1)$,由 $99=9\times11$ 拆成对 $9$ 和 $11$ 的整除,分别求出 $a,b$ 的最小要求。
关键切入点:小明得 $3^a$、小华得 $3^b$($a$、$b$ 为各自胜局数),分差 $3^a-3^b=3^b(3^{a-b}-1)$。$99=9\times11$。$11\mid3^{a-b}-1$ 最小需 $a-b=5$($3^5-1=242=11\times22$);再要 $9\mid$ 分差,取 $b=2$ 即可($9\mid3^2$)。故 $a=7,b=2$,总局数 $a+b=9$。
方法概述:分差写成 $3^b(3^{a-b}-1)$,对 9 与 11 分别定 a-b、b。
规范步骤:- 分差因式:$3^a-3^b=3^b(3^{a-b}-1)$(提公因式)
- $11\mid3^{a-b}-1$ 最小 $a-b=5$:$3^5-1=242=11\times22$(指数同余)
- $9\mid$ 分差取 $b=2$:$a=7,\ b=2$(整除)
- 总局数:$a+b=7+2=9$
- 写出答案:$9$ 局(已枚举确认最小)
第二套题目:两名棋手积分赛,初始各 $1$ 分。每局胜者积分变为原来的 $3$ 倍,负者不变。最终甲胜且甲比乙多的分数是 $99$ 的倍数。至少下了多少局?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(分差因式):设甲胜 $a$ 局、乙胜 $b$ 局,分差 $3^a-3^b=3^b(3^{a-b}-1)$。
- 第 2 步(对 11):需 $11\mid3^{a-b}-1$,$3^5-1=\underline{\quad}$,$242\div11=\underline{\quad}$,故 $a-b=5$。
- 第 3 步(对 9):取 $b=2$($3^2=\underline{\quad}$ 被 $9$ 整除),则 $a=7$,总局数 $7+2=\underline{\quad}$。
第三套题目:求使 $3^k-1$ 能被 $11$ 整除的最小正整数 $k$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(逐个试):$3^1-1=\underline{\quad}$、$3^2-1=\underline{\quad}$、$3^3-1=\underline{\quad}$、$3^4-1=\underline{\quad}$ 都不是 $11$ 的倍数。
- 第 2 步(命中):$3^5-1=\underline{\quad}$,$242\div11=\underline{\quad}$,故最小 $k=5$。
32. 【原题 ch21-xingqu-10】对于一个自然数 $N$,如果具有这样的性质就称为“破坏数”:把它添加到任何一个自然数的右端,形成的新数都不能被 $N+1$ 整除。那么在 $1$ 至 $9$ 这 $9$ 个自然数中有多少个“破坏数”?
详细思路是哪类问题:这是「整除性质判定」题:把 $N$ 接到自然数 $a$ 右端得 $a\cdot10^k+N$,问它是否恒不被 $N+1$ 整除。关键是 $a\cdot10^k+N\equiv0\pmod{N+1}$ 是否有解,取决于 $\gcd(10^k,N+1)$。
关键切入点:设 $N$ 有 $k$ 位。$a\cdot10^k+N\equiv0\pmod{N+1}$ 即 $a\cdot10^k\equiv1\pmod{N+1}$(因 $-N\equiv1$)。当 $\gcd(10^k,N+1)>1$ 时右边 $1$ 不是该公因数的倍数,无解——$N$ 是破坏数;当 $\gcd=1$ 时有解——不是。$N=1\sim9$ 时 $k=1$,看 $\gcd(10,N+1)$:$N+1$ 含因子 $2$ 或 $5$ 即为破坏数,得 $1,3,4,5,7,9$ 共 $6$ 个。
方法概述:化为 a·10^k≡1 (mod N+1),由 gcd(10^k,N+1) 判有无解。
规范步骤:- 添加即 $a\cdot10^k+N$:$\equiv a\cdot10^k+N\pmod{N+1}$(位值原理)
- $-N\equiv1$,条件化为:$a\cdot10^k\equiv1\pmod{N+1}$(同余)
- $\gcd(10,N+1)>1$ 无解即破坏数:$N+1$ 含 $2$ 或 $5$(整除分析)
- 枚举 $1\sim9$:$1,3,4,5,7,9$(分类)
- 写出答案:$6$ 个
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. ch21-chaoyue-01 · 第一套
- 第 1 步(配凑):$49+n\mid49(n+49)=49n+49^2$,与 $49n$ 相减得 $49+n\mid49^2$,即 $49+n\mid\underline{2401}$(填 $49^2$ 的值)。
- 第 2 步(约数):$2401=7^4$ 的约数中大于 $49$ 的有 $343,2401$,得 $n=343-49=\underline{294}$、$n=2401-49=\underline{2352}$。
最终答案:$n=294$、$2352$。 - 1. ch21-chaoyue-01 · 第二套
- 第 1 步(配凑):$25+n\mid25(n+25)=25n+\underline{625}$,相减得 $25+n\mid625$。
- 第 2 步(约数):$625$ 大于 $25$ 的约数为 $125,625$,$n=125-25=\underline{100}$、$n=625-25=\underline{600}$。
最终答案:$n=100$、$600$。 - 1. ch21-chaoyue-01 · 第三套
- 第 1 步:$25+600=625$,$25\times600=\underline{15000}$。
- 第 2 步:$15000\div625=\underline{24}$,整除成立。
最终答案:$25\times600=15000=625\times24$,整除。 - 3. ch21-chaoyue-03 · 第二套
- 第 1 步(差结构):对调千位个位,$\overline{abcd}-\overline{dbca}=999(a-d)$。取 $1638$ 与 $8631$:$8631-1638=\underline{6993}$,$6993\div999=\underline{7}$。
- 第 2 步(验证公约数):$1638\div63=\underline{26}$、$8631\div63=\underline{137}$,公约数正是 $63$。
最终答案:$1638$、$8631$、$2709$、$9702$。 - 3. ch21-chaoyue-03 · 第三套
- 第 1 步:$2709\div63=\underline{43}$、$9702\div63=\underline{154}$,都是整数。
- 第 2 步(差验证):$9702-2709=\underline{6993}$,$6993\div999=\underline{7}$。
最终答案:$\gcd(2709,9702)=63$。 - 4. ch21-chaoyue-04 · 第二套
- 第 1 步(数字和同余):$N\equiv$ 数字和 $\pmod{k-1}$,故 $N$ 除以 $3$ 余 $5-3=\underline{2}$、除以 $5$ 余 $8-5=\underline{3}$、除以 $7$ 余 $9-7=\underline{2}$。
- 第 2 步(验证 $23$):$23\div3$ 余 $23-3\times7=\underline{2}$、$23\div5$ 余 $23-5\times4=\underline{3}$、$23\div7$ 余 $23-7\times3=\underline{2}$,全部吻合。
最终答案:$23$。 - 4. ch21-chaoyue-04 · 第三套
- 第 1 步(四进制·连除 4 取余):$23\div4=5\cdots\underline{3}$,再 $5\div4=1\cdots\underline{1}$,余数倒序写得 $23=(113)_4$。
- 第 2 步(六进制·除 6 取余):$23\div6=3\cdots\underline{5}$,商 $3<6$ 停,得 $23=(35)_6$。
- 第 3 步(八进制·除 8 取余):$23\div8=2\cdots\underline{7}$,商 $2<8$ 停,得 $23=(27)_8$。
- 第 4 步(数字和):四进制 $1+1+3=\underline{5}$、六进制 $3+5=\underline{8}$、八进制 $2+7=\underline{9}$。
最终答案:$23=(113)_4=(35)_6=(27)_8$,数字和分别为 $5,8,9$。 - 5. ch21-chaoyue-05 · 第二套
- 第 1 步(化简):设两质数 $p,q$,条件化为 $p+q\mid198p$,因 $p+q$ 与 $p$ 互质得 $p+q\mid198$,$198\div3=\underline{66}$,取偶数解 $p+q=66$。
- 第 2 步(比较):和为 $66$ 的质数对里,$29+37=\underline{66}$、乘积 $29\times37=\underline{1073}$ 最大;$13\times53=\underline{689}$ 最小。
最终答案:最大 $1073$,最小 $689$。 - 5. ch21-chaoyue-05 · 第三套
- 第 1 步(半和):$(29+37)\div2=\underline{33}$。
- 第 2 步(整除):$2937\div33=\underline{89}$,整除成立。
最终答案:$2937=33\times89$,能被半和 $33$ 整除。 - 7. ch21-chaoyue-07 · 第二套
- 第 1 步(数字和):$1+2+3+4+5+6=\underline{21}$ 是 $3$ 的倍数,故 $A,B$ 都是 $3$ 的倍数。
- 第 2 步(构造 21):取 $231,546$,$231\div21=\underline{11}$、$546\div21=\underline{26}$、$630\div21=\underline{30}$,三数公约数 $21$。
最终答案:最大公约数 $21$,如 $231,546$。 - 7. ch21-chaoyue-07 · 第三套
- 第 1 步:$6930\div315=\underline{22}$、$6930\div462=\underline{15}$、$6930\div630=\underline{11}$,都是整数,故 $6930$ 是三者的公倍数。
- 第 2 步(是最小):$315=3^2\times5\times7,462=2\times3\times7\times11,630=2\times3^2\times5\times7$,取各质因数最高次 $2\times3^2\times5\times7\times11=\underline{6930}$。
最终答案:最小公倍数 $6930$。 - 9. ch21-tuozhan-01 · 第一套
- 第 1 步(前两位 $30$):$54^2=\underline{2916}$($2916<3000$)偏小,$55^2=\underline{3025}$ 前两位为 $30$,故最小 $55$。
- 第 2 步(后两位 $24$):逐个试完全平方,$18^2=\underline{324}$ 末两位为 $24$,故最小 $18$。
最终答案:(1)$55$;(2)$18$。 - 9. ch21-tuozhan-01 · 第二套
- 第 1 步:$44^2=\underline{1936}$ 前两位是 $19$,不合。
- 第 2 步:$45^2=\underline{2025}$ 前两位是 $20$,故最小编号 $45$。
最终答案:$45$。 - 9. ch21-tuozhan-01 · 第三套
- 第 1 步(后两位 $04$ 的候选):$48^2=\underline{2304}$ 后两位 $04$ 但前两位 $23$,不合。
- 第 2 步(继续搜首位也是 $20$):$448^2=\underline{200704}$,前两位 $20$、后两位 $04$,故最小 $448$。
最终答案:$448$。 - 10. ch21-tuozhan-02 · 第一套
- 第 1 步(大 $n$ 排除):$n\ge3$ 时 $3\mid n!$,$n!+10$ 除以 $3$ 余 $10-3\times3=\underline{1}$,不在 $\{0,2\}$,排除。
- 第 2 步(验证小 $n$):$2!+10=\underline{12}=3\times4$,故 $n=2$。
最终答案:$n=2$。 - 10. ch21-tuozhan-02 · 第二套
- 第 1 步(模 3 排除):长方形块数 $=k(k+1)$,除以 $3$ 只余 $0$ 或 $2$;$n\ge3$ 时 $n!+4\equiv\underline{1}\pmod3$(用 $1$ 表示),排除。
- 第 2 步(验证):$2!+4=\underline{6}=2\times3$。
最终答案:$n=2$。 - 11. ch21-tuozhan-03 · 第二套
- 第 1 步(搭配质因数):让三对分别共享 $2\times3=\underline{6}$、$2\times5=\underline{10}$、$3\times5=\underline{15}$。
- 第 2 步($\{2,3\}$ 的其它实现):$2\times2\times3=\underline{12}$、$2\times3\times3=\underline{18}$。
最终答案:$(6,10,15)$、$(10,12,15)$、$(10,15,18)$。 - 11. ch21-tuozhan-03 · 第三套
- 第 1 步(两两公约数):$\gcd(10,12)=2$、$\gcd(12,15)=3$、$\gcd(10,15)=5$,都大于 $1$。
- 第 2 步(整体):三数同时含的质因数没有,故最大公约数 $=1$。乘积验证 $10\times12\times15=\underline{1800}$。
最终答案:最大公约数为 $1$,两两不互质。 - 12. ch21-tuozhan-04 · 第二套
- 第 1 步(求最小公倍数):$35=5\times7,63=3^2\times7,75=3\times5^2$,取各质因数最高次得 $L=3^2\times5^2\times7=\underline{1575}$。
- 第 2 步(数约数个数):指数 $2,2,1$,约数个数 $(2+1)\times(2+1)\times(1+1)=\underline{18}$。
最终答案:$L=1575$,约数个数 $18$,符合。 - 12. ch21-tuozhan-04 · 第三套
- 第 1 步(最小公倍数):$55=5\times11,75=3\times5^2,99=3^2\times11$,取最高次 $L=3^2\times5^2\times11=\underline{2475}$。
- 第 2 步(约数个数):$(2+1)\times(2+1)\times(1+1)=\underline{18}$。
最终答案:$L=2475$,约数个数 $18$,符合。 - 13. ch21-tuozhan-05 · 第一套
- 第 1 步(项数):首项 $2$、公差 $3$、末项 $2009$,共 $(2009-2)\div3+1=\underline{670}$ 项。
- 第 2 步(逐级计数):$5$ 的倍数 $134$ 个、$25$ 的倍数 $27$ 个、$125$ 的倍数 $6$ 个、$625$ 的倍数 $1$ 个。
- 第 3 步(累加):$134+27+6+1=\underline{168}$。
最终答案:$168$ 个。 - 13. ch21-tuozhan-05 · 第二套
- 第 1 步(项数):$(2008-1)\div3+1=\underline{670}$。
- 第 2 步(因子 5 累加):$134+27+5+1=\underline{167}$。
最终答案:$167$ 个。 - 14. ch21-tuozhan-06 · 第二套
- 第 1 步(化简):$\overline{abcd}=100\,\overline{ab}+\overline{cd}$,余数为 $\overline{ab}$ 得 $\overline{cd}\mid99\,\overline{ab}$。
- 第 2 步(定 $\overline{cd}$):$\overline{cd}$ 是质数且整除 $99=9\times11$,故 $\overline{cd}=11$。
- 第 3 步(取最小):$\overline{ab}=10$,密码 $=100\times10+11=\underline{1011}$,验证 $1011\div11$ 商 $91$ 余 $1011-11\times91=\underline{10}$。
最终答案:$1011$。 - 14. ch21-tuozhan-06 · 第三套
- 第 1 步(求商):$1011\div11$ 的整数商是 $91$,因为 $11\times91=\underline{1001}$。
- 第 2 步(求余):$1011-1001=\underline{10}$,正是前两位 $10$。
最终答案:商 $91$ 余 $10$,成立。 - 15. ch21-tuozhan-07 · 第一套
- 第 1 步(总和公式):六数之和 $=222(a+b+c)$,是 $222$ 的倍数且略大于 $2612$。
- 第 2 步(反推):$222\times13=\underline{2886}$,去掉的数 $2886-2612=\underline{274}$。
- 第 3 步(自洽):$274$ 的数字 $2,7,4$ 之和 $2+7+4=\underline{13}$,故 $a+b+c=13$。
最终答案:$13$。 - 15. ch21-tuozhan-07 · 第二套
- 第 1 步(总和):六个三位数之和 $=222(a+b+c)$。
- 第 2 步(反推):$222\times10=\underline{2220}$,被漏掉的一个 $=2220-2075=\underline{145}$。
- 第 3 步(自洽):$145$ 的数字和 $1+4+5=\underline{10}$。
最终答案:$10$。 - 16. ch21-tuozhan-08 · 第一套
- 第 1 步(条件):$\overline{abcd}^2$ 末四位不变,即 $10000\mid x(x-1)$,$10000=16\times625$。
- 第 2 步(验证 $9376$):$9376^2=87909376$,末四位 $87909376-87900000=\underline{9376}$,不变。
- 第 3 步(验证 $0625$):$625^2=390625$,末四位 $390625-390000=\underline{625}$,不变。
最终答案:$0625$、$9376$。 - 16. ch21-tuozhan-08 · 第二套
- 第 1 步(条件):等价 $x^2$ 末三位为 $x$,即 $1000\mid x(x-1)$。
- 第 2 步(验证 $376$):$376^2=141376$,末三位 $141376-141000=\underline{376}$。
- 第 3 步(验证 $625$):$625^2=390625$,末三位 $390625-390000=\underline{625}$。
最终答案:$000$、$001$、$376$、$625$。 - 18. ch21-tuozhan-10 · 第二套
- 第 1 步(差结构):$M-N=99(a-c)$。对 $\gcd=7$:$952-259=\underline{693}$,$693\div99=\underline{7}$(即 $a-c=7$)。
- 第 2 步(验证 7):$952\div7=\underline{136}$、$259\div7=\underline{37}$,最大公约数正是 $7$。
- 第 3 步(验证 21):$861\div21=\underline{41}$、$168\div21=\underline{8}$,最大公约数是 $21$。
最终答案:$(1)952;(2)861$。 - 18. ch21-tuozhan-10 · 第三套
- 第 1 步(作差):$\overline{abc}-\overline{cba}=(100a+10b+c)-(100c+10b+a)=99(a-c)$。
- 第 2 步(代入):$952-259=\underline{693}$,$693\div99=\underline{7}$。
最终答案:差为 $693=99\times7$。 - 19. ch21-tuozhan-11 · 第二套
- 第 1 步(数字和):$1+2+3+4+5+6=\underline{21}$,不是 $9$ 的倍数,故 $A,B$ 不能同为 $9$ 的倍数;个位至多一个 $5$,也不能同为 $5$ 的倍数。
- 第 2 步(上界):公约数至多 $2^2\times3=\underline{12}$。
- 第 3 步(举例):$132\div12=\underline{11}$、$456\div12=\underline{38}$。
最终答案:$12$,例如 $132$ 与 $456$。 - 22. ch21-tuozhan-14 · 第二套
- 第 1 步(段数):对折 $m$ 次剪断得 $2^m+1$ 段。和 $2^m+2^n+2$ 含因子 $4$,逼出 $n=1$。
- 第 2 步(最小 $m$):$2^{12}=\underline{4096}$,$4096+4=\underline{4100}$ 是 $100$ 的倍数。
- 第 3 步(红段):$4096+1=\underline{4097}$。
最终答案:$4097$ 条。 - 22. ch21-tuozhan-14 · 第三套
- 第 1 步:对折 $10$ 次得 $2^{10}$ 个小段落叠在一起,剪断后段数 $=2^{10}+1$。
- 第 2 步:$2^{10}=\underline{1024}$,段数 $1024+1=\underline{1025}$。
最终答案:$1025$ 段。 - 23. ch21-xingqu-01 · 第一套
- 第 1 步(定区间):三位数写在 $50$ 右边落在 $[50100,50999]$,对左端开方 $\sqrt{50000}\approx 223.6$,从 $224$ 起试:$224^2=\underline{50176}$、$225^2=\underline{50625}$。
- 第 2 步(越界即止):$226^2=\underline{51076}$ 已超过 $50999$,停。
- 第 3 步(取尾三位):$50176-50000=\underline{176}$、$50625-50000=\underline{625}$。
- 第 4 步(第 2 问·最小自然数):$87$ 后接一位数 $[870,879]$、两位数 $[8700,8799]$ 都不含完全平方($29^2=841,\ 30^2=900$;$93^2=8649,\ 94^2=8836$),故所求最小自然数为三位数,转到五位区间 $[87100,87999]$。
- 第 5 步(五位区间枚举):$295^2=\underline{87025}$,尾数 $025$ 有前导零、不是合法的三位自然数,舍去;$296^2=\underline{87616}$ 落入区间,取尾三位 $87616-87000=\underline{616}$,即最小自然数。
最终答案:(1)$176$、$625$;(2)$616$。 - 23. ch21-xingqu-01 · 第二套
- 第 1 步(定区间):五位数在 $[40100,40999]$,左端 $200^2=40000$,从 $201$ 起:$201^2=\underline{40401}$、$202^2=\underline{40804}$。
- 第 2 步(越界即止):$203^2=\underline{41209}$ 超界。
- 第 3 步(取口令):$40401-40000=\underline{401}$、$40804-40000=\underline{804}$。
最终答案:口令为 $401$ 或 $804$。 - 23. ch21-xingqu-01 · 第三套
- 第 1 步(定区间):五位数在 $[90100,90999]$,左端 $300^2=\underline{90000}$。
- 第 2 步(枚举):$301^2=\underline{90601}$ 落在区间,$302^2=\underline{91204}$ 已超界。
- 第 3 步(取三位数):$90601-90000=\underline{601}$。
最终答案:$601$。 - 23. ch21-xingqu-01 · 第三套
- 第 1 步(定区间):六位数在 $[196100,196999]$,对左端开方 $\sqrt{196000}\approx 442.7$。
- 第 2 步(枚举):$442^2=\underline{195364}$ 偏小、$443^2=\underline{196249}$ 落入区间、$444^2=\underline{197136}$ 超界。
- 第 3 步(取三位数):$196249-196000=\underline{249}$。
最终答案:$249$。 - 24. ch21-xingqu-02 · 第一套
- 第 1 步(大 $n$ 排除):$n\ge4$ 时 $4\mid n!$,$n!+7$ 除以 $4$ 的余数为 $7-4=\underline{3}$,而平方数模 $4$ 只余 $0,1$,排除。
- 第 2 步(小范围验证):$0!+7=1!+7=\underline{8}$(非平方)、$2!+7=\underline{9}$、$3!+7=\underline{13}$(非平方)。
- 第 3 步(认出平方):$2!+7=9=\underline{9}$,故 $n=2$。
最终答案:$n=2$。 - 24. ch21-xingqu-02 · 第二套
- 第 1 步(大 $n$ 排除):能摆成正方形即珠子数是完全平方数;$n\ge4$ 时 $4\mid n!$,$n!+3\equiv\underline{3}\pmod4$(用 $3$ 表示),非平方。
- 第 2 步(小范围):$0!+3=1!+3=\underline{4}=2^2$、$2!+3=\underline{5}$(非)、$3!+3=\underline{9}=3^2$。
最终答案:$n=0$、$1$ 或 $3$。 - 24. ch21-xingqu-02 · 第三套
- 第 1 步(认出模 3 性质):相邻两数之积 $k(k+1)$ 除以 $3$ 只能余 $0$ 或 $2$。
- 第 2 步(大 $n$ 排除):$n\ge3$ 时 $3\mid n!$,$n!+4$ 除以 $3$ 余 $4-3=\underline{1}$,不在 $\{0,2\}$ 内,排除。
- 第 3 步(小范围):$2!+4=\underline{6}=2\times3$,故 $n=2$。
最终答案:$n=2$。 - 25. ch21-xingqu-03 · 第一套
- 第 1 步(翻译):每位加 $1$ 等于整体加 $\underline{1111}$(四个 $1$ 拼成)。
- 第 2 步(枚举较小平方数,各位 $<9$):试 $45^2=\underline{2025}$,各位 $2,0,2,5$ 都小于 $9$。
- 第 3 步(验证):$2025+1111=\underline{3136}=56^2$,故原数 $=2025$。
最终答案:$2025$。 - 25. ch21-xingqu-03 · 第二套
- 第 1 步(翻译):每位加 $3$ 即整体加 $\underline{3333}$。
- 第 2 步(枚举):$34^2=\underline{1156}$,各位 $1,1,5,6<7$。
- 第 3 步(验证):$1156+3333=\underline{4489}=67^2$。
最终答案:$1156$。 - 25. ch21-xingqu-03 · 第三套
- 第 1 步(因式分解):设为 $a^2,b^2$,则 $(b-a)(b+a)=3333=3\times11\times\underline{101}$(补最大质因数)。
- 第 2 步(找 $a$):枚举得 $a=34$,$a^2=\underline{1156}$,各位 $<7$。
- 第 3 步(求 $b^2$):$1156+3333=\underline{4489}$,$b=67$。
最终答案:$1156$ 与 $4489$。 - 26. ch21-xingqu-04 · 第二套
- 第 1 步(缩范围):奇数各位为奇数字,含 $9$ 会强制被 $9$ 整除而矛盾,故取自 $\{1,3,5,7\}$。
- 第 2 步(验 $135$):$135\div5=\underline{27}$、$135\div3=\underline{45}$,整除。
- 第 3 步(验 $175$):$175\div5=\underline{35}$、$175\div7=\underline{25}$,整除。
- 第 4 步(验 $735$):$735\div7=\underline{105}$、$735\div3=\underline{245}$,整除。
最终答案:$135$、$315$、$175$、$735$。 - 26. ch21-xingqu-04 · 第三套
- 第 1 步:$315\div3=\underline{105}$。
- 第 2 步:$315\div1=\underline{315}$。
- 第 3 步:$315\div5=\underline{63}$。
最终答案:$315=3\times105=315\times1=5\times63$,能被各位整除。 - 27. ch21-xingqu-05 · 第二套
- 第 1 步(作差化简):$\overline{a0b}-\overline{ab}=90a$,故 $\overline{ab}\mid90a$,进一步 $\overline{ab}\mid9b$。$b=0$ 时整十数 $10,\dots,90$ 全满足,其和 $10+20+30+40+50+60+70+80+90=\underline{450}$。
- 第 2 步($b\ne0$ 的特殊解):另有 $15,18,45$,其和 $15+18+45=\underline{78}$。
- 第 3 步(合计):$450+78=\underline{528}$。
最终答案:$528$。 - 27. ch21-xingqu-05 · 第三套
- 第 1 步:个位为 $0$ 即 $\overline{a0}\mid\overline{a00}$,对一切 $a$ 都成立,这些数是 $10,20,\dots,90$。
- 第 2 步(等差求和):首项 $10$、末项 $90$、共 $9$ 项,$(10+90)\times9\div2=\underline{450}$。
最终答案:$450$。 - 28. ch21-xingqu-06 · 第一套
- 第 1 步(分解):$540=2^2\times3^3\times5$,去掉不易同时满足的因子 $5$,取 $2^2\times3^3=\underline{108}$。
- 第 2 步(构造倍数):$108\times3=\underline{324}$、$108\times7=\underline{756}$。
- 第 3 步(验证):$324\div108=\underline{3}$、$756\div108=\underline{7}$,且数字 $3,2,4,7,5,6$ 各一次。
最终答案:最大公约数 $108$,例如 $324$ 与 $756$。 - 28. ch21-xingqu-06 · 第三套
- 第 1 步(分解):$630=2\times3^2\times5\times7$。数字和 $1+2+\cdots+6=\underline{21}$ 是 $3$ 的倍数但不是 $9$ 的倍数,故 $A,B$ 是 $3$ 的倍数而非 $9$ 的倍数。
- 第 2 步(取候选 $21$):$21\times11=231$、$21\times26=546$,验证 $231\div21=\underline{11}$、$546\div21=\underline{26}$,数字 $2,3,1,5,4,6$ 各一次。
- 第 3 步(结论):三数最大公约数 $=\underline{21}$($630\div30$ 与 $21$ 一致,取 $21$)。
最终答案:最大公约数 $21$,例如 $231$ 与 $546$。 - 29. ch21-xingqu-07 · 第一套
- 第 1 步(数字和判据):$999$ 的倍数数字和是 $\underline{9}$ 的倍数(用 $9$ 表示),各位全偶又使数字和为偶,合得数字和是 $18$ 的倍数。
- 第 2 步(最小全偶乘积):搜得 $P=222888888$,其数字和 $2+2+2+8+8+8+8+8+8=\underline{54}$,是 $18$ 的倍数($54\div18=\underline{3}$)。
- 第 3 步(回除):$n=222888888\div999=\underline{223112}$。
最终答案:$223112$。 - 29. ch21-xingqu-07 · 第二套
- 第 1 步(判据):总收入 $=99\times$ 套数,是 $99$ 的倍数,数字和是 $9$ 的倍数;各位全偶又使数字和为偶,合得数字和是 $\underline{18}$ 的倍数(填 $18$)。
- 第 2 步(最小全偶收入):$228888$ 的数字和 $2+2+8+8+8+8=\underline{36}$。
- 第 3 步(回除套数):$228888\div99=\underline{2312}$。
最终答案:最少 $2312$ 套。 - 29. ch21-xingqu-07 · 第三套
- 第 1 步(判据):它是 $99$ 的倍数,数字和是 $9$ 的倍数;各位全偶数字和为偶,合得是 $18$ 的倍数。
- 第 2 步(构造):最小者是 $228888$,验证数字和 $2+2+8+8+8+8=\underline{36}$,且 $228888\div99=\underline{2312}$ 为整数。
最终答案:$228888$。 - 30. ch21-xingqu-08 · 第二套
- 第 1 步(构造):用最小三质数两两组合,$2\times3=\underline{6}$、$2\times5=\underline{10}$、$3\times5=\underline{15}$。
- 第 2 步(验证):$6\times10\div15=\underline{4}$、$10\times15\div6=\underline{25}$ 都是整数。
- 第 3 步(求和):$6+10+15=\underline{31}$。
最终答案:最小 $31$。 - 30. ch21-xingqu-08 · 第三套
- 第 1 步:$6\times10=60$,$60\div15=\underline{4}$。
- 第 2 步:$6\times15=90$,$90\div10=\underline{9}$。
- 第 3 步:$10\times15=150$,$150\div6=\underline{25}$。
最终答案:三个商 $4,9,25$ 均为整数,条件成立。 - 31. ch21-xingqu-09 · 第二套
- 第 1 步(分差因式):设甲胜 $a$ 局、乙胜 $b$ 局,分差 $3^a-3^b=3^b(3^{a-b}-1)$。
- 第 2 步(对 11):需 $11\mid3^{a-b}-1$,$3^5-1=\underline{242}$,$242\div11=\underline{22}$,故 $a-b=5$。
- 第 3 步(对 9):取 $b=2$($3^2=\underline{9}$ 被 $9$ 整除),则 $a=7$,总局数 $7+2=\underline{9}$。
最终答案:至少 $9$ 局。 - 31. ch21-xingqu-09 · 第三套
- 第 1 步(逐个试):$3^1-1=\underline{2}$、$3^2-1=\underline{8}$、$3^3-1=\underline{26}$、$3^4-1=\underline{80}$ 都不是 $11$ 的倍数。
- 第 2 步(命中):$3^5-1=\underline{242}$,$242\div11=\underline{22}$,故最小 $k=5$。
最终答案:$k=5$。