小學(xué)奧數(shù)中國剩余定理及余數(shù)性質(zhì)拓展精選例題練習(xí)習(xí)題(含知識點撥)

5-5-4.中國剩余定理

及余數(shù)性質(zhì)拓展教學(xué)目標(biāo).系統(tǒng)學(xué)習(xí)中國剩余定理和新中國剩余定理.掌握中國剩余定理的核心思想，并靈活運用且M巨知識點撥一、中國剩余定理一一中國古代趣題(1)趣題一中國數(shù)學(xué)名著《孫子算經(jīng)》里有這樣的問題： 今有物，不知其數(shù)，三三數(shù)之，剩二，五五數(shù)之，剩三，七七數(shù)之，剩二，問物幾何？ ”答曰：七十三?！贝祟悊栴}我們可以稱為物不知其數(shù)”類型，又被稱為韓信點兵韓信點兵又稱為中國剩余定理，相傳漢高祖劉邦問大將軍韓信統(tǒng)御兵士多少，韓信答說，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……。劉邦茫然而不知其數(shù)。我們先考慮下列的問題：假設(shè)兵不滿一萬，每 5人一列、9人一列、13人一列、17人一列都剩3人，則兵有多少？首先我們先求5、9、13、17之最小公倍數(shù)9945(注：因為5、9、13、17為兩兩互質(zhì)的整數(shù)，故其最小公倍數(shù)為這些數(shù)的積)，然后再加3,得9948(人)。孫子算經(jīng)的作者及確實著作年代均不可考，不過根據(jù)考證，著作年代不會在晉朝之后，以這個考證來說上面這種問題的解法，中國人發(fā)現(xiàn)得比西方早，所以這個問題的推廣及其解法，被稱為中國剩余定理。中國剩余定理(ChineseRemainderTheorem)在近代抽象代數(shù)學(xué)中占有一席非常重要的地位。(2)趣題二我國明朝有位大數(shù)學(xué)家叫程大位，他在解答 物不知其數(shù)”問題(即：有物不知其數(shù)，三三數(shù)之剩二，五五數(shù)之剩三，七七數(shù)之剩二，問物幾何？)時用四句詩概括出這類問題的優(yōu)秀解法：三人同行七十稀，五樹梅花廿一枝，七子團圓正月半，除百零五便得知. ”這首詩就是解答此類問題的金鑰匙，它被世界各國稱為 ‘中國剩余定理”(ChineseRemainderTheorem),是我國古代數(shù)學(xué)的一項輝煌成果.詩中的每一句話都表示一個步驟：三人同行七十稀，是說除以 3所得的余數(shù)用70乘.五樹梅花廿一枝，是說除以 5所得的余數(shù)用21乘.七子團圓正月半，是說除以 7所得的余數(shù)用15乘.除百零五便得知，是說把上面乘得的 3個積加起來，減去105的倍數(shù)，減得差就是所求的數(shù).此題的中國剩余定理的解法是：用70乘3除所得的余數(shù)，21乘5除所得的余數(shù)，15乘7除所得的余數(shù)，把這3個結(jié)果加起來，如果它大于105,則減去105,所得的差如果仍比105大，則繼續(xù)減去105,最后所得的整數(shù)就是所求.也就是2M70+3父21+2父15=233,233—105=128,128—105=23為什么70,21,15,105有此神奇效用？70,21,15,105是從何而來？先看70,21,15,105的性質(zhì)：70被3除余1,被5,7整除，所以70a是一個被3除余a而被5與7整除的數(shù)；21是5除余1,被3與7整除的數(shù)，因此21b是被5除余b,被3與7整除的數(shù)；同理15c是被7除余c,被3、5整除的數(shù)，105是3,5,7的最小公倍數(shù).也就是說，70a+21b+15c是被3除余a,被5除余b,被7除余c的數(shù)，這個數(shù)可能是解答，但不一定是最小的，因此還要減去它們的公倍數(shù).了解了剩余定理”的秘密后，對類似于上面的題目，我們都可以用中國剩余定理來解答.二、核心思想和方法對于這一類問題，我們有一套看似繁瑣但是一旦掌握便可一通百通的方法，下面我們就以《孫子算經(jīng)》中的問題為例，分析此方法：今有物，不知其數(shù)，三三數(shù)之，剩二，五五數(shù)之，剩三，七七數(shù)之，剩二，問物幾何？題目中我們可以知道，一個自然數(shù)分別除以 3,5,7后，得到三個余數(shù)分別為 2,3,2.那么我們首先構(gòu)造一個數(shù)字，使得這個數(shù)字除以 3余1,并且還是5和7的公倍數(shù)。先由5x7=35,即5和7的最小公倍數(shù)出發(fā)，先看35除以3余2,不符合要求，那么就繼續(xù)看 5和7的下一個"倍數(shù)35x2=70是否可以，很顯然70除以3余1類似的，我們再構(gòu)造一個除以 5余1,同時又是3和7的公倍數(shù)的數(shù)字，顯然21可以符合要求。最后再構(gòu)造除以7余1,同時又是3,5公倍數(shù)的數(shù)字，45符合要求，那么所求的自然數(shù)可以這樣計算：2M70+3M21+2M45士k[3,5,7]=233—k[3,5,7],其中k是自然數(shù)。也就是說滿足上述關(guān)系的數(shù)有無窮多，如果根據(jù)實際情況對數(shù)的范圍加以限制，那么我們就能找到所求的數(shù)。例如對上面的問題加上限制條件 滿足上面條件最小的自然數(shù)”，那么我們可以計算2m70+3m21+2m45—2父[3,5,7]=23得到所求如果加上限制條件 滿足上面條件最小的三位自然數(shù) ”，我們只要對最小的23加上[3,5,7]即可，即23+105=128。目蚱例題精講模塊一、余數(shù)性質(zhì)綜合【例1】一個數(shù)除以3的余數(shù)是2,除以5的余數(shù)是1,則這個數(shù)除以15的余數(shù)是【例2】有一群猴子正要分56個桃子.每只猴子可以分到同樣個數(shù)的桃子。這時.又竄來 4只猴子。只好重新分配，但要使每只猴子分到同樣個數(shù)的桃子，必須扔掉一個桃子.則最后每只猴子分到桃子一個。【鞏固】一群猴子分桃，桃子共有56個，每只猴子可以分到同樣多的桃子。但在它們正要分桃時，又來了4只猴子，于是重新分配這些桃子，結(jié)果每只猴子分到的桃子數(shù)量相同，那么最后每只猴子分到個桃子?！纠?】一個小于200的數(shù)，它除以11余8,除以13余10,這個數(shù)是幾?【鞏固】不足100名同學(xué)跳集體舞時有兩種組合：一種是中間一組5人，其他人按8人一組圍在外圈；另種是中間一組8人，其他人按5人一組圍在外圈。問最多有多少名同學(xué) ？【例4】5年級3班同學(xué)上體育課，排成3行少1人，排成4行多3人，排成5行少1人，排成6排多5人,問上體育課的同學(xué)最少 人。【鞏固】有一個自然數(shù)，除以2余1,除以3余2,除以4余3,除以5余4,除以6余5,則這個數(shù)最小【鞏固】n除以2余1,除以3余2,除以4余3,除以5余4,除以16余15。n最小為【鞏固】小朋友們要做一次“動物保護”宣傳活動，若1人拿3個動物小玩具，則最后余下2個動物小玩具；若1人拿4個動物小玩具，則最后余下3個動物小玩具；若1人拿5個動物小玩具，則最后余下4動物小玩具。那么這次活動中小朋友至少拿了個動物小玩具。【鞏固】小朋友們做游戲，若3人分成一組，則最后余下2人；若4人分成一組，則最后余下3人；若5人分成一組，則最后余下4人。那么一起做游戲的小朋友至少有人?！纠?】一個自然數(shù)被7,8,9除的余數(shù)分別是1,2,3,并且三個商數(shù)的和是570,求這個自然數(shù).【例6】數(shù)119很奇特：當(dāng)被2除時，余數(shù)為1;當(dāng)被3除時，余數(shù)為2;【例6】數(shù)119很奇特：當(dāng)被2除時，余數(shù)為除時，余數(shù)為4;當(dāng)被6除時，余數(shù)為5.問：具有這種性質(zhì)的三位數(shù)還有幾個?【鞏固】有一批圖書總數(shù)在1000本以內(nèi)，若按24本書包成一捆，則最后一捆差2本；若按28本書包成一捆,最后一捆還是差2本書；若按32本包一捆，則最后一捆是30本.那么這批圖書共有 本.【例7】某個自然數(shù)除以2余1,除以3余2,除以4余1,除以5也余1,則這個數(shù)最小是【例8】一個大于10的自然數(shù)，除以5余3,除以7余1,除以9余8,那么滿足條件的自然數(shù)最小為多少?【鞏固】一個大于10的數(shù)，除以3余1,除以5余2,除以11余7,問滿足條件的最小自然數(shù)是多少?【例9】a是一個三位數(shù).它的百位數(shù)字是4,a+9能被7整除，a-7能被9整除，問a是多少?【例10】一個八位數(shù)，它被3除余1,被4除余2,被11恰好整除，已知這個八位數(shù)的前 6位是257633,那么它的后兩位數(shù)字是。模塊二、中國剩余定理【例11】民間流傳著一則故事——韓信點兵秦朝末年，楚漢相爭.一次，韓信將 1500名將士與楚王大將李鋒交戰(zhàn).苦戰(zhàn)一場，楚軍不敵，敗退回營，漢軍也死傷四五百人.忽有后軍來報，說有楚軍騎兵追來，韓信便急速點兵迎敵.他命令士兵 3人一排，結(jié)果多出2名；接著命令士兵5人一排，結(jié)果多出3名；他又命令士兵7人一排，結(jié)果又多出2名.韓信馬上向?qū)⑹總冃迹何臆娪?073名勇士，敵人不足五百，我們居高臨下，以眾擊寡，一定能打敗敵人. ”根據(jù)故事中的條件，你能算出韓信有多少將士么？【例12】一個數(shù)除以3余2,除以5余3,除以7余4,問滿足條件的最小自然數(shù)【例13]一個自然數(shù)在1000和1200之間，且被【例13]一個自然數(shù)在1000和1200之間，且被3除余1,被5除余2,被7除余3,求符合條件的數(shù).【例14]一個數(shù)除以3、5、7、11的余數(shù)分別是2、3、4、5,求符合條件的最小的數(shù).【例15【例15]有連續(xù)的三個自然數(shù)a、a+1、a+2,它們恰好分別是9、8、7的倍數(shù)，求這三個自然數(shù)中最小的數(shù)至少是多少？模塊三、余數(shù)性質(zhì)的拓展應(yīng)用新中國剩余定理模塊三、余數(shù)性質(zhì)的拓展應(yīng)用新中國剩余定理【例16】有一個數(shù)，除以3余2,除以4余1,問這個數(shù)除以12余幾?【例17］如圖，在一個圓圈上有幾十個孔（不到100個），小明像玩跳棋那樣，從A孔出發(fā)沿著逆時針方向，每隔幾孔跳一步，希望一圈以后能跳回到A孔.他先試著每隔2孔跳一步，結(jié)果只能跳到B孔.他又試著每隔4孔跳一步，也只能跳到B孔.最后他每隔6孔跳一步，正好跳回到A孔，你知道這個圓圈上共有多少個孔嗎？【例18】三個連續(xù)三位數(shù)的和能夠被13整除，且這三個數(shù)中最大的數(shù)被 9除余4,那么符合條件的三位數(shù)中最小的數(shù)最大是?！纠?9】某小學(xué)的六年級有一百多名學(xué)生.若按三人一行排隊，則多出一人；若按五人一行排隊，則多出二人；若按七人一行排隊，則多出一人.該年級的人數(shù)是.【例20】智慧老人到小明的年級訪問，小明說他們年級共一百多名同學(xué)，老人請同學(xué)們按三人一行排隊，結(jié)果多出一人，按五人一行排隊，結(jié)果多出二人，按七人一行排隊，結(jié)