小学奥数习题教案-5-5-6 中国剩余定理及余数性质拓展.教师版.doc
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1、5-5-4.中国剩余定理及余数性质拓展.题库教师版page 1 of 10 5-5-4.5-5-4.中国剩余定理中国剩余定理 及余数性质拓展及余数性质拓展 教学目标教学目标 1.系统学习中国剩余定理和新中国剩余定理 2.掌握中国剩余定理的核心思想,并灵活运用 知识点拨知识点拨 一、中国剩余定理中国古代趣题 (1)趣题一 中国数学名著孙子算经里有这样的问题:“今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三, 七七数之,剩二,问物几何?”答曰:“二十三。” 此类问题我们可以称为“物不知其数”类型,又被称为“韩信点兵”。 韩信点兵又称为中国剩余定理,相传汉高祖刘邦问大将军韩信统御兵士多少,韩信答说
2、,每 3 人一列余 1 人、5 人一列余 2 人、7 人一列余 4 人、13 人一列余 6 人。刘邦茫然而不知其数。 我们先考虑下列的问题:假设兵不满一万,每 5 人一列、9 人一列、13 人一列、17 人一列都剩 3 人,则 兵有多少? 首先我们先求 5、9、13、17 之最小公倍数 9945(注:因为 5、9、13、17 为两两互质的整数,故其最小 公倍数为这些数的积) ,然后再加 3,得 9948(人) 。 孙子算经的作者及确实著作年代均不可考,不过根据考证,著作年代不会在晋朝之后,以这个考证来说 上面这种问题的解法,中国人发现得比西方早,所以这个问题的推广及其解法,被称为中国剩余定理。
3、中国 剩余定理(Chinese Remainder Theorem)在近代抽象代数学中占有一席非常重要的地位。 (2)趣题二 我国明朝有位大数学家叫程大位,他在解答“物不知其数”问题(即:有物不知其数,三三数之剩二, 五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?)时用四句诗概括出这类问题的优秀解法: “三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,七子团圆正月半,除百零五便得知” 这首诗就是解答此类问题的金钥匙,它被世界各国称为“中国剩余定理”(Chinese Remainder Theorem),是我国古代数学的一项辉煌成果诗中的每一句话都表示一个步骤: 三人同行七十稀,是说除以 3 所得的余数用 70 乘 五
4、树梅花廿一枝,是说除以 5 所得的余数用 21 乘 七子团圆正月半,是说除以 7 所得的余数用 15 乘 除百零五便得知,是说把上面乘得的 3 个积加起来,减去 105 的倍数,减得差就是所求的数 此题的中国剩余定理的解法是:用 70 乘 3 除所得的余数,21 乘 5 除所得的余数,15 乘 7 除所得的 余数,把这 3 个结果加起来,如果它大于 105,则减去 105,所得的差如果仍比 105 大,则继续减去 105, 最后所得的整数就是所求也就是2703212 15233 ,233 105128,12810523 为什么 70,21,15,105 有此神奇效用?70,21,15,105
5、是从何而来? 先看 70,21,15,105 的性质:70 被 3 除余 1,被 5,7 整除,所以 70a 是一个被 3 除余 a 而被 5 与 7 整除的数;21 是 5 除余 1,被 3 与 7 整除的数,因此 21b 是被 5 除余 b,被 3 与 7 整除的数;同理 15c 是被 7 除余 c,被 3、5 整除的数,105 是 3,5,7 的最小公倍数也就是说,702115abc是被 3 除余 a,被 5 除余 b,被 7 除余 c 的数,这个数可能是解答,但不一定是最小的,因此还要减去它们的公倍数 了解了“剩余定理”的秘密后,对类似于上面的题目,我们都可以用中国剩余定理来解答 5-
6、5-4.中国剩余定理及余数性质拓展.题库教师版page 2 of 10 二、核心思想和方法 对于这一类问题,我们有一套看似繁琐但是一旦掌握便可一通百通的方法,下面我们就以孙子算经 中的问题为例,分析此方法: 今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何? 题目中我们可以知道,一个自然数分别除以 3,5,7 后,得到三个余数分别为 2,3,2.那么我们首先构 造一个数字,使得这个数字除以 3 余 1,并且还是 5 和 7 的公倍数。 先由5735,即 5 和 7 的最小公倍数出发,先看 35 除以 3 余 2,不符合要求,那么就继续看 5 和 7 的 “下一个”倍数
7、35270是否可以,很显然 70 除以 3 余 1 类似的,我们再构造一个除以 5 余 1,同时又是 3 和 7 的公倍数的数字,显然 21 可以符合要求。 最后再构造除以 7 余 1,同时又是 3,5 公倍数的数字,45 符合要求,那么所求的自然数可以这样计算: 2703212453,5,72333,5,7kk ,其中 k 是自然数。 也就是说满足上述关系的数有无穷多,如果根据实际情况对数的范围加以限制,那么我们就能找到所求 的数。 例如对上面的问题加上限制条件“满足上面条件最小的自然数”, 那么我们可以计算2703212452 3,5,723 得到所求 如果加上限制条件“满足上面条件最小的
8、三位自然数”, 我们只要对最小的 23 加上3,5,7即可,即 23+105=128。 例题精讲例题精讲 模块一、余数性质综合 【例【例 1 1】 一个数除以一个数除以 3 的余数是的余数是 2,除以,除以 5 的余数是的余数是 1,则这个数除以,则这个数除以 15 的余数是的余数是。 【考点】余数性质综合【难度】1 星【题型】填空 【关键词】希望杯,4 年级,初赛,8 题 【解析】除以 3 余2的数有:2、5、8、11、14 除以 5 余 1 的数有:1、6、11、16、21观察得到符合条件的答案是 11 【答案】11 【例【例 2 2】 有一群猴子正要分有一群猴子正要分 56 个桃子每只猴
9、子可以分到同样个数的桃子。这时又窜来个桃子每只猴子可以分到同样个数的桃子。这时又窜来 4 只猴子。只好只猴子。只好 重新分配,但要使每只猴子分到同样个数的桃子,必须扔掉一个桃子则最后每只猴子分到桃子重新分配,但要使每只猴子分到同样个数的桃子,必须扔掉一个桃子则最后每只猴子分到桃子 _个。个。 【考点】余数性质综合【难度】2 星【题型】填空 【关键词】希望杯,六年级,初赛,第 19 题,6 分 【解析】56 的约数有:1、2、4、7、8、14、28、56, 55 的约数有:1、5、11、55, 其中只有 11=7+4,所以原来有 7 只猴,后来有 11 只猴,每只猴子分到 5511=5 个. 【
10、答案】5 【巩固】【巩固】【巩固】【巩固】一群猴子分桃一群猴子分桃,桃子共有桃子共有 56 个个,每只猴子可以分到同样多的桃子每只猴子可以分到同样多的桃子。但在它们正要分桃时但在它们正要分桃时,又来了又来了 4 只猴子,于是重新分配这些桃子,结果每只猴子分到的桃子数量相同,那么最后每只猴子分到只猴子,于是重新分配这些桃子,结果每只猴子分到的桃子数量相同,那么最后每只猴子分到 个桃子。个桃子。 【考点】余数性质综合【难度】2 星【题型】填空 【关键词】希望杯,四年级,复赛,第 7 题,4 分 【解析】56 的因数有 1,2,4,7,8,14,28,56,其中只有 4 和 8 相差 4,所以最后有
11、猴子 8 只,每只猴 子分到 5687 个桃子。 【答案】7 【例【例 3 3】 一个小于一个小于 200 的数,它除以的数,它除以 11 余余 8,除以,除以 13 余余 10,这个数是几?,这个数是几? 【考点】余数性质综合【难度】3 星【题型】解答 【解析】根据总结,我们发现这两个除数与余数的差都等于118=13 10=3,观察发现这个数加上 3 后就能 5-5-4.中国剩余定理及余数性质拓展.题库教师版page 3 of 10 同时被 11 和 13 整除,所以11、13=143,所以这个数是 143-3=140。 【答案】140 【巩固】【巩固】【巩固】【巩固】不足不足 100 名同
12、学跳集体舞时有两种组合:一种是中间一组名同学跳集体舞时有两种组合:一种是中间一组 5 人,其他人按人,其他人按 8 人一组围在外圈;另一人一组围在外圈;另一 种是中间一组种是中间一组 8 人,其他人按人,其他人按 5 人一组围在外圈。问最多有多少名同学人一组围在外圈。问最多有多少名同学? 【考点】余数性质综合【难度】3 星【题型】填空 【关键词】华杯赛,初赛,第 10 题 【解析】此题实际是一个不足 100 的整数,减去 5 能被 8 整除,即除以 8 余 5,减去 8 能被 5 整除,即除以 5 余 3,求其最大值。13 除以 8 余 5,除以 5 余 3,8 和 5 的最小公倍数为 40,
13、1324093,为满 足条件的整数,即最多有 93 名同学。 【答案】93 【例【例 4 4】 5 年级年级 3 班同学上体育课班同学上体育课,排成排成 3 行少行少 1 人人,排成排成 4 行多行多 3 人人,排成排成 5 行少行少 1 人人,排成排成 6 排多排多 5 人人, 问上体育课的同学最少问上体育课的同学最少_人。人。 【考点】余数性质综合【难度】2 星【题型】填空 【关键词】小数报,初赛 【解析】题意相当于:除以 3 余 2,除以 4 余 3,除以 5 余 4,除以 6 余 5,这样我们根据总结知道都只能“凑 缺”,所以都缺 1,这样班级人数就是3、4、5、6-1=60-1=59
14、 人。 【答案】59 【巩固】【巩固】【巩固】【巩固】有一个自然数,除以有一个自然数,除以 2 余余 1,除以,除以 3 余余 2,除以,除以 4 余余 3,除以,除以 5 余余 4,除以,除以 6 余余 5,则这个数最小,则这个数最小 是是。 【考点】余数性质综合【难度】2 星【题型】填空 【关键词】华杯赛,五年级,决赛,第 7 题,10 分 【解析】这个数加 1 能同时被 2,3,4,5,6 整除,而 2,3,4,5,6=60 所以这个数最小是601=59。 【答案】59 【巩固】【巩固】【巩固】【巩固】n除以除以2余余1,除以,除以3余余2,除以,除以4余余3,除以,除以5余余4,除以,
15、除以16余余15。n最小为最小为。 【考点】余数性质综合【难度】2 星【题型】填空 【关键词】走美杯,5 年级,决赛,第 1 题,8 分 【解析】n加上1后变成116的公倍数,所以1n 最小为16957 11 13720720 ,n最小为720719。 【答案】720719 【巩固】【巩固】【巩固】【巩固】小朋友们要做一次小朋友们要做一次“动物保护动物保护”宣传活动宣传活动,若若 1 1 人拿人拿 3 3 个动物小玩具个动物小玩具,则最后余下则最后余下 2 2 个动物小玩具个动物小玩具; 若若 1 1 人拿人拿 4 4 个动物小玩具,则最后余下个动物小玩具,则最后余下 3 3 个动物小玩具;若
16、个动物小玩具;若 1 1 人拿人拿 5 5 个动物小玩具,则最后余下个动物小玩具,则最后余下 4 4 动物小玩具。那么这次活动中小朋友至少拿了动物小玩具。那么这次活动中小朋友至少拿了_个动物小玩具。个动物小玩具。 【考点】余数性质综合【难度】2 星【题型】填空 【关键词】学而思杯,3 年级,第 9 题 【解析】那么再加一个玩具,玩具总数就能同时被3,4,5整除,能同时被3,4,5整除最小整数位60。所以这次 活动小朋友至少拿了59个玩具。 【答案】59 【巩固】【巩固】【巩固】【巩固】小朋友们做游戏,若小朋友们做游戏,若 3 人分成一组,则最后余下人分成一组,则最后余下 2 人;若人;若 4
17、人分成一组,则最后余下人分成一组,则最后余下 3 人;若人;若 5 人人 分成一组,则最后余下分成一组,则最后余下 4 人。那么一起做游戏的小朋友至少有人。那么一起做游戏的小朋友至少有人。人。 【考点】余数性质综合【难度】2 星【题型】填空 【关键词】希望杯,四年级,复赛,第 15 题,6 分 【解析】这个数除以 3 余 2,除以 4 余 3,除以 5 余 4,那么加上一个人这些小朋友的数量能整除 3、4、5, 345=60,那么小朋友至少 59 人 【答案】59 【例【例 5 5】 一个自然数被一个自然数被 7,8,9 除的余数分别是除的余数分别是 1,2,3,并且三个商数的和是,并且三个商
18、数的和是 570,求这个自然数,求这个自然数 5-5-4.中国剩余定理及余数性质拓展.题库教师版page 4 of 10 【考点】余数性质综合【难度】2 星【题型】解答 【解析】这个数被 7,8, 9 除的余数分别是 1, 2, 3, 所以这个数加上 6 后能被 7, 8, 9 整除, 而7,8,9504, 所以这个数加上 6 后是 504 的倍数由于这个数被 7,8,9 除的三个商数的和是 570,那么这个数 加上 6 后被被 7,8,9 除的三个商数的和是5701 1 1573 ,而 50495048504778798 9191 ,573 1913, 所以这个数加上 6 等于 504 的
19、3 倍,这个数是504361506 【答案】1506 【例【例 6 6】 数数 119 很奇特:当被很奇特:当被 2 除时,余数为除时,余数为 1;当被;当被 3 除时,余数为除时,余数为 2;当被;当被 4 除时,余数为除时,余数为 3;当被;当被 5 除时,余数为除时,余数为 4;当被;当被 6 除时,余数为除时,余数为 5问:具有这种性质的三位数还有几个?问:具有这种性质的三位数还有几个? 【考点】余数性质综合【难度】3 星【题型】解答 【解析】1,2,3,4,5,660三位数中 60 的倍数 15 个所以,除了 119 外,还有15114 (个) 【答案】14 【巩固】【巩固】【巩固】
20、【巩固】有一批图书总数在有一批图书总数在 1000 本以内本以内, 若按若按 24 本书包成一捆本书包成一捆, 则最后一捆差则最后一捆差 2 本本; 若按若按 28 本书包成一捆本书包成一捆, 最后一捆还是差最后一捆还是差 2 本书;若按本书;若按 32 本包一捆,则最后一捆是本包一捆,则最后一捆是 30 本那么这批图书共有本那么这批图书共有本本 【考点】余数性质综合【难度】3 星【题型】填空 【关键词】迎春杯,六年级,初赛,3 题 【解析】【解析】由题意可知,这批书如果再多2本,那么按24本,28本,32本一捆全书时,都将恰好分成整数本. 所以这批书的本数加上2之后是24,28,32的公倍数
21、,而24,28,32672,所以这批书的本数是 6722k (k是整数).由于这批书少于1000本,所以k只能为1,这批书有670本. 【答案】670本 【例【例 7 7】 某个自然数除以某个自然数除以 2 余余 1,除以,除以 3 余余 2,除以,除以 4 余余 1,除以,除以 5 也余也余 1,则这个数最小是,则这个数最小是。 【考点】余数性质综合【难度】3 星【题型】填空 【关键词】希望杯,五年级,初赛,第 5 题,6 分 【解析】除以 2 余 1,除以 4 余 1,除以 5 余 1 的最小的数减去 1 能被 2、4、5 整除,所以,所以这个数可以 表示为 20n+1,n 是自然数,所以
22、 20n+1 中除以 3 余 2 的最小数是 41. 【答案】41 【例【例 8 8】 一个大于一个大于 10 的自然数的自然数, 除以除以 5 余余 3, 除以除以 7 余余 1, 除以除以 9 余余 8, 那么满足条件的自然数最小为多少?那么满足条件的自然数最小为多少? 【考点】余数性质综合【难度】4 星【题型】解答 【解析】根据总结,我们发现三个数中前两个数的除数与余数的和都是53718 ,这样我们可以把余数 都处理成 8,即一个数除以 5 余 3 相当于除以 5 余 8,除以 7 余 1 相当于除以 7 余 8,所以可以看成 这个数除以 5、7、9 的余数都是 8,那么它减去 8 之后
23、是 5、7、9 的公倍数而5,7,9315,所以 这个数最小为3158323 【答案】323 【巩固】【巩固】【巩固】【巩固】一个大于一个大于 10 的数,除以的数,除以 3 余余 1,除以,除以 5 余余 2,除以,除以 11 余余 7,问满足条件的最小自然数是多少?,问满足条件的最小自然数是多少? 【考点】余数性质综合【难度】4 星【题型】解答 【解析】法一:仔细分析可以发现321527 ,所以这个数可以看成被 3、5、11 除余 7,由于 3,5,11165,所以这个数最小是1657172 法二:事实上,如果没有“大于 10”这个条件,7 即可符合条件,所以只需要在 7 的基础上加上 3
24、、5、 11 的最小公倍数,得到 172 即为所求的数 【答案】172 【例【例 9 9】a是一个三位数是一个三位数.它的百位数字是它的百位数字是 4,9a 能被能被 7 整除,整除,7a 能被能被 9 整除,问整除,问a是多少?是多少? 【考点】余数性质综合【难度】4 星【题型】解答 【解析】【解析】9a 能被 7 整除,说明972aa能被 7 整除;7a 能被 9 整除,说明792aa能被 9 整除;7963,则63261符合上述两个条件.(因63261,则a可以写成这样的形式: 63 ? 61a ).又a是一个百位数字是 4 的三位数,估算知,63 661439a . 【答案】439 5
25、-5-4.中国剩余定理及余数性质拓展.题库教师版page 5 of 10 【例【例 1010】一个八位数,它被一个八位数,它被 3 除余除余 1,被,被 4 除余除余 2,被,被 11 恰好整除,已知这个八位数的前恰好整除,已知这个八位数的前 6 位是位是 257633, 那么它的后两位数字是那么它的后两位数字是_。 【考点】余数性质综合【难度】4 星【题型】填空 【关键词】101 中学,入学测试 【解析】设后面这个两位数为 ab,前面数字和为 26 除以 3 余 2,所以补上的两位数数字和要除以 3 余 2。同 理要满足除以 4 余 2;八位数中奇数位数字和为(2+7+3+a),偶数位数字和
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