竞赛讲座02
-整数的整除性
1. 整数的整除性的有关概念、性质
(1) 整除的定义:对于两个整数a、d(d≠0),若存在一个整数p,使得
(2) 性质
1) 若b|a,则b|(-a),且对任意的非零整数m有bm|am
2) 若a|b,b|a,则|a|=|b|;
3) 若b|a,c|b,则c|a
4) 若b|ac,而(a,b)=1((a,b)=1表示a、b互质,则b|c;
5) 若b|ac,而b为质数,则b|a,或b|c;
6) 若c|a,c|b,则c|(ma+nb),其中m、n为任意整数(这一性质还可以推广到更多项的和)
例1 (1987年北京初二数学竞赛题)x,y,z均为整数,若11|(7x+2y-5z),求证:11|(3x-7y+12z)。
证明∵4(3x-7y+12z)+3(7x+2y-5z)=11(3x-2y+3z)
而 11|11(3x-2y+3z), 且 11|(7x+2y-5z), ∴ 11|4(3x-7y+12z) 又 (11,4)=1
∴ 11|(3x-7y+12z).
2.整除性问题的证明方法
(1) 利用数的整除性特征(见第二讲)
例2(1980年加拿大竞赛题)设72|
INCLUDEPICTURE "http://www.cbe21.com/subject/maths/images/040401/575/575006.gif" \* MERGEFORMATINET 的值。
解72=8×9,且(8,9)=1,所以只需讨论8、9都整除
INCLUDEPICTURE "http://www.cbe21.com/subject/maths/images/040401/575/575009.gif" \* MERGEFORMATINET 的值。 若8|,则8|,由除法可得b=2。 若9|,则9|(a+6+7+9+2),得a=3。
(2)利用连续整数之积的性质
① 任意两个连续整数之积必定是一个奇数与一个偶数之一积,因此一定可被2整除。
② 任意三个连续整数之中至少有一个偶数且至少有一个是3的倍数,所以它们之积一定可以被2整除,也可被3整除,所以也可以被2×3=6整除。 这个性质可以推广到任意个整数连续之积。
例3(1956年北京竞赛题)证明:对任何整数n都为整数,且用3除时余2。
证明
∵为连续二整数的积,必可被2整除.∴对任何整数n均为整数,∵
INCLUDEPICTURE "http://www.cbe21.com/subject/maths/images/040401/575/575026.gif" \* MERGEFORMATINET 为整数,即原式为整数. 又∵
INCLUDEPICTURE "http://www.cbe21.com/subject/maths/images/040401/575/575029.gif" \* MERGEFORMATINET 。 2n、2n+1、2n+2为三个连续整数,其积必是3的倍数,而2与3互质,∴是能被3整除的整数.故被3除时余2.
例4 一整数a若不能被2和3整除,则a2+23必能被24整除.
证明 ∵a2+23=(a2-1)+24,只需证a2-1可以被24整除即可.∵2 .∴a为奇数.设a=2k+1(k为整数),则a2-1=(2k+1)2-1=4k2+4k=4k(k+1).∵k、k+1为二个连续整数,故k(k+1)必能被2整除,∴8|4k(k+1),即8|(a2-1).又∵(a-1),a,(a+1)为三个连续整数,其积必被3整除,即3|a(a-1)(a+1)=a(a2-1),∵3 a,∴3|(a2-1).3与8互质, ∴24|(a2-1),即a2+23能被24整除.
(3)利用整数的奇偶性
例5 求证:不存在这样的整数a、b、c、d使:a·b·c·d-a= ①a·b·c·d-b= ②a·b·c·d-c= ③
a·b·c·d-d= ④
证明 由①,a(bcd-1)=. ∵右端是奇数,∴左端a为奇数,bcd-1为奇数.
同理,由②、③、④知b、c、d必为奇数,那么bcd为奇数,bcd-1必为偶数,则a(bcd-1)必为偶数,与①式右端为奇数矛盾.所以命题得证.
例6 (1985年合肥初中数学竞赛题)设有n个实数x1,x2,…,xn,其中每一个不是+1就是-1,
且 试证n是4的倍数.
证明 设 (i=1,2,…,n-1), 则yi不是+1就是-1,但y1+y2+…+yn=0,故其中+1与-1的个数相同,设为k,于是n=2k.又y1y2y3…yn=1,即(-1)k=1,故k为偶数,∴n是4的倍数.
其他方法:
整数a整除整数b,即b含有因子a.这样,要证明a整除b,采用各种公式和变形手段从b中分解出因子a就成了一条极自然的思路.
例7 (美国第4届数学邀请赛题)使n3+100能被n+10整除的正整数n的最大值是多少?
解n3+100=(n+10)(n2-10n+100)-900.若n+100能被n+10整除,则900也能被n+10整除.而且,当n+10的值为最大时,相应地n的值为最大.因为900的最大因子是900.所以,n+10=900,n=890.
例8 (上海1989年高二数学竞赛)设a、b、c为满足不等式1<a<b<c的整数,且(ab-1)(bc-1)(ca-1)能被abc整除,求所有可能数组(a,b,c).
解 ∵(ab-1)(bc-1)(ca-1)=a2b2c2-abc(a+b+c)+ab+ac+bc-1,①∵abc|(ab-1)(bc-1)(ca-1).∴存在正整数k,使ab+ac+bc-1=kabc, ②
k=<<<<∴k=1.
若a≥3,此时1=-<矛盾.
已知a>1. ∴只有a=2.当a=2时,代入②中得2b+2c-1=bc,即 1=<
∴0<b<4,知b=3,从而易得c=5.
说明:在此例中通过对因数k的范围讨论,从而逐步确定a、b、c是一项重要解题技巧.
例9 (1987年全国初中联赛题)已知存在整数n,能使数被1987整除.求证数
INCLUDEPICTURE "http://www.cbe21.com/subject/maths/images/040401/575/575075.gif" \* MERGEFORMATINET ,都能被1987整除.
证明∵×××(103n+),且能被1987整除,∴p能被1987整除.
同样,q=()且∴
故、102(n+1)、被除,余数分别为1000,100,10,于是q表示式中括号内的数被除,余数为1987,它可被1987整除,所以括号内的数能被1987整除,即q能被1987整除.
竞赛讲座21
-容斥原理
在一些计数问题中,经常遇到有关集合元素个数的计算。我们用|A|表示有限集合A的元素个数(新教材中用
表示有限集合A的元素个数)。
原理一:给定两个集合A和B,要计算A∪B中元素的个数,可以分成两步进行:
第一步:先求出∣A∣+∣B∣(或者说把A,B的一切元素都“包含”进来,加在一起);
第二步:减去∣A∩B∣(即“排除”加了两次的元素)
总结
初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf
为公式:|A∪B|=∣A∣+∣B∣-∣A∩B∣。
原理二:给定三个集合A,B,C。要计算A∪B∪C中元素的个数,可以分三步进行:
第一步 求|A|+|B|+|C|;
第二步 减去|A∩B|,|A∩C|,|B∩C|;
第三步 加上|A∩B∩C|。
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