小学奥数习题教案-5-3-1 质数与合数(一).教师版.doc
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1、5-3-1.质数与合数(一).题库教师版page 1 of 6 5-3-1.5-3-1.质数与合数(一)质数与合数(一) 知识框架知识框架 1.掌握质数与合数的定义 2.能够用特殊的偶质数 2 与质数 5 解题 3.能够利用质数个位数的特点解题 4.质数、合数综合运用 知识点拨知识点拨 一、质数与合数 一个数除了 1 和它本身,不再有别的约数,这个数叫做质数(也叫做素数).一个数除了 1 和它本身,还有 别的约数,这个数叫做合数。要特别记住:0 和 1 不是质数,也不是合数。常用的 100 以内的质数:2、3、5、 7、11、13、17、19、23、29、31、37、41、43、47、53、5
2、9、61、67、71、73、79、83、89、97,共计 25 个;除了 2 其余的质数都是奇数;除了 2 和 5,其余的质数个位数字只能是 1,3,7 或 9. 考点: 值得注意的是很多题都会以质数 2 的特殊性为考点. 除了 2 和 5,其余质数个位数字只能是 1,3,7 或 9.这也是很多题解题思路,需要大家注意. 二、判断一个数是否为质数的方法 根据定义如果能够找到一个小于 p 的质数 q(均为整数),使得 q 能够整除 p,那么 p 就不是质数,所以我 们只要拿所有小于 p 的质数去除 p 就可以了;但是这样的计算量很大,对于不太大的 p,我们可以先找一个大 于且接近 p 的平方数
3、2 K,再列出所有不大于 K 的质数,用这些质数去除 p,如没有能够除尽的那么 p 就为质 数.例如:149 很接近14412 12,根据整除的性质 149 不能被 2、3、5、7、11 整除,所以 149 是质数. 例题精讲例题精讲 模块一、判断质数合数 【例【例 1】 下面是主试委员会为第六届下面是主试委员会为第六届“华杯赛华杯赛”写的一首诗:美少年华朋会友,幼长相亲同切磋;杯赛联谊写的一首诗:美少年华朋会友,幼长相亲同切磋;杯赛联谊 欢声响欢声响, 念一笑慰来者多念一笑慰来者多; 九天九霄志凌云九天九霄志凌云, 九七共庆手相握九七共庆手相握; 聚起华夏中兴力聚起华夏中兴力, 同唱移山壮丽
4、歌同唱移山壮丽歌 请请 你将诗中你将诗中 56 个字第个字第 1 行左边第一字起逐行逐字编为行左边第一字起逐行逐字编为 156 号,再将号码中的质数由小到大找出来号,再将号码中的质数由小到大找出来, 将它们对应的字依次排成一行,组成一句话,请写出这句话将它们对应的字依次排成一行,组成一句话,请写出这句话 【考点】判断质数合数【难度】1 星【题型】填空 【解析】按要求编号排序,并画出质数号码: 美少年华朋会友,幼长相亲同切磋; 1234567891011121314 杯赛联谊欢声响,念一笑慰来者多; 1516171819202122232425262728 九天九霄志凌云,九七共庆手相握; 29
5、30313233343536373839404142 聚起华夏中兴力,同唱移山壮丽歌 4344454647484950515253545556 将质数对应的汉字依次写出就是:少年朋友亲切联欢;一九九七相聚中山 【答案】少年朋友亲切联欢;一九九七相聚中山 5-3-1.质数与合数(一).题库教师版page 2 of 6 【例【例 2】 著名的著名的哥德巴赫猜想是哥德巴赫猜想是: “任意一个大于任意一个大于 4 的偶数都可以表示为两个质数的和的偶数都可以表示为两个质数的和”。 如如 6=3+3, 12=5+7, 等。那么,自然数等。那么,自然数 100 可以写成多少种两个不同质数的和的形式?请分别写
6、出来(可以写成多少种两个不同质数的和的形式?请分别写出来(100=3+97 和和 100=97+3 算作同一种形式算作同一种形式) 。 【考点】判断质数合数【难度】2 星【题型】填空 【关键词】希望杯,五年级,复赛,第 13 题,15 分 【解析】逐一试验,可知:10039711891783297141594753为所有符合条件的情况, 所以共6种。 【答案】6 【例【例 3】 在在 19、197、2009 这三个数中,质数的个数是(这三个数中,质数的个数是(). (A)0(B)1(C)2(D)3 【考点】判断质数合数【难度】2 星【题型】选择 【关键词】华杯赛初赛第 4 题 【解析】19 是
7、常见的质数,197 容易检验知也是质数,本题主要是考查 2009 这个数是否是质数。实际上, 2009=741,是个合数,所以在 19,197,2009 这三个数中有 2 个质数。正确答案为 C。 【答案】C 【例【例 4】 大约大约 1500 年前年前,我国伟大的数学家祖冲之我国伟大的数学家祖冲之,计算出计算出的值在的值在 3.1415926 和和 3.1415927 之间之间,成为世成为世 界上第一个把界上第一个把的值精确到的值精确到 7 位小数的人现代人利用计算机已经将位小数的人现代人利用计算机已经将的值计算到了小数点后的值计算到了小数点后 515 亿位以上亿位以上这些数排列既无序又无规
8、律这些数排列既无序又无规律但是细心的同学发现但是细心的同学发现:由左起的第一位由左起的第一位 3 是质数是质数,31 也是也是 质数质数,但但 314 不是质数不是质数,那么在那么在 3141,31415,314159,3141592,31415926,31415927 中中,哪些是哪些是 质数?质数? 【考点】判断质数合数【难度】2 星【题型】填空 【关键词】祖冲之杯 【解析】注意到 3141,31415,3141592,31415926,31415927 依次能被 3,5,2,2,31 整除,所以,质数 是 314159 【答案】质数是 314159 【例【例 5】 用用 L 表示所有被表
9、示所有被 3 除余除余 1 的全体正整数的全体正整数如果如果 L 中的数中的数(1 不算不算)除除 1 及它本身以外及它本身以外,不能被不能被 L 的任的任 何数整除,称此数为何数整除,称此数为“L质数质数”问:第问:第 8 个个“L质数质数”是什么?是什么? 【考点】判断质数合数【难度】2 星【题型】填空 【关键词】保良局亚洲区城市小学数学邀请赛 【解析】“L 数”为 1,4,7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,“L质数”应为上列数中去掉 1,16, 28,即为 4,7,10,13,19,22,25,31,34,所以,第 8 个“L质数”是 31 【答案】31 【例【例
10、 6】 9 个连续的自然数,每个数都大于个连续的自然数,每个数都大于 80,那么其中最多有多少个质数?请列举和最小的一组,那么其中最多有多少个质数?请列举和最小的一组 【考点】判断质数合数【难度】2 星【题型】解答 【解析】我们知道任意连续 9 个自然数中最多有 4 个质数,本题考察对 100 以外的质数的熟练情况,有 101, 103,107,109 是 4 个质数。 【答案】101,103,107,109 是 4 个质数 【例【例 7】 从从20以内的质数中选出以内的质数中选出6个个,然后把这然后把这6个数分别写在正方体木块的个数分别写在正方体木块的6个面上个面上,并且使得相对两个并且使得
11、相对两个 面的数的和都相等面的数的和都相等.将这样的三个木块掷在地上,向上的三个面的三个数之和可能有多少种不同的将这样的三个木块掷在地上,向上的三个面的三个数之和可能有多少种不同的 值?值? 【考点】判断质数合数【难度】2 星【题型】解答 【解析】【解析】小于20的质数有2,3,5,7,11,13,17,19,其中51971711 13.每个木块掷在地上 后向上的数可能是六个数中的任何一个,三个数的和最小是55515,最大是19191957, 经试验,三个数的和可以是从15到57的所有奇数,所有可能的不同值共有22个。 【答案】22 【例【例 8】 自然数自然数N是一个两位数,它是一个质数,而
12、且是一个两位数,它是一个质数,而且N的个位数字与十位数字都是质数,这样的自然数的个位数字与十位数字都是质数,这样的自然数 有多少个?有多少个? 5-3-1.质数与合数(一).题库教师版page 3 of 6 【考点】判断质数合数【难度】2 星【题型】解答 【关键词】全国小学奥林匹克 【解析】这样的自然数有 4 个:23,37,53,73 【答案】4 【例【例 9】 小晶最近迁居了,小晶惊奇地发现他们新居的门牌号码是四位数同时,她感到这个号码很容易小晶最近迁居了,小晶惊奇地发现他们新居的门牌号码是四位数同时,她感到这个号码很容易 记住,因为它的形式为记住,因为它的形式为abba,其中,其中ab,
13、而且,而且ab和和ba都是质数都是质数(a和和b是两个数字是两个数字)具有这种形具有这种形 式的数共有多少个?式的数共有多少个? 【考点】判断质数合数【难度】2 星【题型】解答 【解析】若两位数ab、ba均为质数,则a、b均为奇数且不为 5,故有 1331,3113,1771,7117,7337,3773, 9779,7997 共 8 个数 【答案】8 【例【例 10】炎黄骄子炎黄骄子菲尔兹奖被誉为菲尔兹奖被誉为“数学界的诺贝尔奖数学界的诺贝尔奖”, 只奖励只奖励 40 岁以下的数学家岁以下的数学家 华人数学家丘成桐华人数学家丘成桐、 陶哲轩分别于陶哲轩分别于 1982 年年、2006 年荣获
14、此奖年荣获此奖我们知道正整数中有无穷多个质数我们知道正整数中有无穷多个质数(素数素数),陶哲轩等证明陶哲轩等证明 了这样一个关于质数分布的奇妙定理:对任何正整数了这样一个关于质数分布的奇妙定理:对任何正整数 k,存在无穷多组含有,存在无穷多组含有 k 个等间隔质数个等间隔质数(素数素数) 的数组例如,的数组例如,3k 时,时,3,5,7 是间隔为是间隔为 2 的的 3 个质数;个质数;5,11,17 是间隔为是间隔为 6 的的 3 个质数:个质数: 而而,是间隔为是间隔为 12 的的 3 个质数个质数(由小到大排列由小到大排列,只写一组只写一组 3 个质数即可个质数即可) 【考点】判断质数合数
15、【难度】3 星【题型】填空 【关键词】南京市青少年“科学小博士”思维训练 【解析】最小的质数从 2 开始,现要求每两个质数间隔 12,所以 2 不能在所要求的数组中而且由于个位是 5 的质数只有一个 5,所以个位是 3 的质数不能作为第一个质数和第二个质数,可参照下表: 【答案】5、17、29 答案不唯一 【例【例 11】图中圆圈内依次写出了前图中圆圈内依次写出了前 25 个质数;甲顺次计算相邻二质数之和填在上行方格中;乙顺次计算相个质数;甲顺次计算相邻二质数之和填在上行方格中;乙顺次计算相 邻二质数之积填在下行方格中邻二质数之积填在下行方格中 ? 质数列 ? 乙填“积数” ? 甲填“和数”
16、? 97 ? 89 ? 13 ? 11 ? 7 ? 5 ? 3 ? 2 ? 35 ? 15 ? 6 ? 12 ? 8 ? 5 ? . ? . ? . ? . ? . ? . ? . ? . ? . ? . ? . 问:甲填的数中有多少个与乙填的数相同问:甲填的数中有多少个与乙填的数相同?为什么为什么? 【考点】判断质数合数【难度】3 星【题型】解答 【关键词】华杯赛,口试 【解析】质数中只有一个偶数 2,其余的质数均为奇数所以甲填的“和数”中除第一个是奇数 5 外,其余的均 为不小于 8 的偶数乙填的“积数”中除第一个是偶数 6 外,其余所填的全是不小于 15 的奇数所以 甲填的数与乙填的数都
17、不相同 【答案】质数中只有一个偶数 2,其余的质数均为奇数所以甲填的“和数”中除第一个是奇数 5 外,其余的均 为不小于 8 的偶数乙填的“积数”中除第一个是偶数 6 外,其余所填的全是不小于 15 的奇数所以 甲填的数与乙填的数都不相同 【例【例 12】从从 19 中选出中选出 8 个数排成一个圆圈,使得相邻的两数之和都是质数排好后可以从任意两个数字个数排成一个圆圈,使得相邻的两数之和都是质数排好后可以从任意两个数字 之间切开,按顺时针方向读这些八位数,其中可以读到的最大的数是多少?之间切开,按顺时针方向读这些八位数,其中可以读到的最大的数是多少? 【考点】判断质数合数【难度】3 星【题型】
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