初中数学竞赛之数的整除教案

2024-08-18

初中数学竞赛之数的整除教案(精选2篇)

初中数学竞赛之数的整除教案 篇1

二. 数的整除

设有两个整数a,b(b0),如果存在另一整数q,使得aqb,则称a能被b整除;或称b能整除a;

b

若b能被a整除,我们称a是b的倍数,b是a的约数,并记作b|a.若a不能被b整除,则记作aŒ我们曾学过下述有关整除的判别法则:

(1)被2或被5整除的数的特征是:末位数字能被2或5整除(2)被4或25整除的数的特征是:最后两位数字能被4或25整除(3)被8或125整除的数的 特征是:最后三位数字能被8或125整除(4)被3或9整除的数的特征是:各位上的数的和能被3或9整除

(5)被11整除的数的特征是:奇数位数字和与偶数位数字和的差能被11整除 1.判断下列各数那些可以被4整除?那些可以被25整除?

457565

456575

184062

186240

333325436 2.789789、456456456456、67896789、***819能被11整除吗?

在解题过程中我们常用到下述性质 性质1 若ab,bc,则ac.证明:a|b,b|c

存在正整数p和q,使得bpa,cqb

代入可得cq(pa)(qp)a

a|c

性质2 若证明:a|b,a|c,则a|(bc)

a|b,a|c

 存在正整数p和q,使得bpa,cqa  bcpaqa(pq)a

 a|(bc)

同理我们可以得到:若a|b,a|c,则a|(k1bk2c),其中k1,k2为整数 性质3 若a,b互质,且abc,则a|c 性质4 若a,b互质,且 a|c,b|c,则ab|c 例1.已知九位数32a35717b能被72整除,求a,b

提示:能被72整除则一定既能被8整除又能被9整除

练习1: 已知七位数13xy45z能被792整除,求x,y,z

例2.|9x5y)已知7|(13x8y),证明:7(证明:因为9x5y5(13x8y)7(8x5y)又又 7|(13x8y), 7|5(13x8y)

7|(8x5y)

7|[5(13x8y)7(8x5y)]

|9x5y)即7(注:对于“已知式子A能被数p 整除求证式B能被p”类题目,其思路为:将B表示成被7整除的代数式的形式即可;比如此题,就可以将B表示为:Bk1A7C(其中C为含字母x、y的整式)的形式。其问题在于如何找出k2和C,我们可以采取以下方法:

我们不妨假设9x5yk1(13x8y)7(k2xk3y)

我们知道对任意的x,y 等式左右两边恒等,所以化简成MxNy0的形式后各系数为零 可得:k213k1958k1,k3

由于k2,k3都是整数,所以简单试验可得:

k15,k28,k35

进而得到:9x5y5(13x8y)7(8x5y)

|9xy5)y8 吗?)

思考:反过来,已知7(,你能证明7|(1x3练习2:已知x,y为整数,17|(2a3b),证明:17|(9a5b)

练习3 已知x,y为整数,且5|(x9y),证明:5|(8x7y)

练习4 已知a,b,c,d,m,n为整数,n|(mab)且n|(mcd),证明:n|(adbc)

初中数学竞赛之数的整除教案 篇2

第二十四讲 整数的整除性

整数的整除性问题,是数论中的最基本问题,也是国内外数学竞赛中最常出现的内容之一.由于整数性质的论证是具体、严格、富有技巧,它既容易使学生接受,又是培养学生逻辑思维和推理能力的一个有效课题,因此,了解一些整数的性质和整除性问题的解法是很有必要的.

1.整除的基本概念与性质

所谓整除,就是一个整数被另一个整数除尽,其数学定义如下.

定义 设a,b是整数,b≠0.如果有一个整数q,使得a=bq,那么称a能被b整除,或称b整除a,并记作b|a.如果不存在这样的整数q,使得a=bq,则称a不能被b整除,或称b不整除a,记作ba.

关于整数的整除,有如下一些基本性质:

性质1 若b|a,c|b,则c|a.

性质2 若c|a,c|b,则c|(a±b).

性质3 若c|a,cb,则c(a±b).

性质4 若b|a,d|c,则bd|ac.

性质5 若a=b+c,且m|a,m|b,则m|c.

性质6 若b|a,c|a,则[b,c]|a(此处[b,c]为b,c的最小公倍数).特别地,当(b,c)=1时,bc|a(此处(b,c)为b,c的最大公约数).

性质7 若c|ab,且(c,a)=1,则c|b.特别地,若p是质数,且p|ab,则p|a或p|b.

性质8 若a≠b,n是自然数,则(a-b)|(an-bn).

性质9 若a≠-b,n是正偶数,则(a+b)|(an-bn).

性质10 若a≠-b,n是正奇数,则(a+b)|(an+bn).

2.证明整除的基本方法

证明整除常用下列几种方法:(1)利用基本性质法;(2)分解因式法;(3)按模分类法;(4)反证法.下面举例说明.

例1 证明:三个连续奇数的平方和加1,能被12整除,但不能被24整除.

分析 要证明一个数能被12整除但不能被24整除,只需证明此数等于12乘上一个奇数即可.

证 设三个连续的奇数分别为2n-1,2n+1,2n+3(其中n是整数),于是

(2n-1)2+(2n+1)2+(2n+3)2+1

=12(n2+n+1).

所以

12|[(2n-1)2+(2n+1)2+(2n+3)2].

又n2+n+1=n(n+1)+1,而n,n+1是相邻的两个整数,必定一奇一偶,所以n(n+1)是偶数,从而n2+n+1是奇数,故 [(2n-1)2+(2n+1)2+(2n+3)2].

例2 若x,y为整数,且2x+3y,9x+5y之一能被17整除,那么另一个也能被17整除.

证 设u=2x+3y,v=9x+5y.若17|u,从上面两式中消去y,得

3v-5u=17x.①

所以 17|3v.

因为(17,3)=1,所以17|v,即17|9x+5y.

若17|v,同样从①式可知17|5u.因为(17,5)=1,所以17|u,即17|2x+3y.

值.

解 若p=q,则

q>1.求pq的不是整数,所以p≠q.不妨设p<q,于是

是整数,所以p只能为3,从而q=5.所以

pq=3×5=15.

例4 试求出两两互质的不同的三个自然数x,y,z,使得其中任意两个的和能被第三个数整除.

分析 题中有三个未知数,我们设法得到一些方程,然后从中解出这些未知数.

小的一个:

y|(y+2x),所以y|2x,于是

数两两互质,所以x=1.

所求的三个数为1,2,3.

例5 设n是奇数,求证:

60|6n-3n-2n-1.

分析 因为60=22×3×5,22,3,5是两两互质的,所以由性质6,只需证明22,3,5能被6n-3n-2n-1整除即可.对于幂的形式,我们常常利用性质8~性质10,其本质是因式分解.

证 60=22×3×5.由于n是奇数,利用性质8和性质10,有

22|6n-2n,22|3n+1,所以

22|6n-2n-3n-1,3|6n-3n,3|2n+1,所以

3|6n-3n-2n-1,5|6n-1,5|3n+2n,所以

5|6n-1-3n-2n.

由于22,3,5两两互质,所以

60|6n-3n-2n-1.

我们通常把整数分成奇数和偶数两类,即被2除余数为0的是偶数,余数为1的是奇数.偶数常用2k表示,奇数常用2k+1表示,其实这就是按模2分类.又如,一个整数a被3除时,余数只能是0,1,2这三种可能,因此,全体整数可以分为3k,3k+1,3k+2这三类形式,这是按模3分类.有时为了解题方便,还常把整数按模

4、模

5、模

6、模8等分类,但这要具体问题具体处理.

例6 若整数a不被2和3整除,求证:24|(a2-1).

分析 因为a既不能被2整除,也不能被3整除,所以,按模2分类与按模3分类都是不合适的.较好的想法是按模6分类,把整数分成6k,6k+1,6k+2,6k+3,6k+4,6k+5这六类.由于6k,6k+2,6k+4是2的倍数,6k+3是3的倍数,所以a只能具有6k+1或6k+5的形式,有时候为了方便起见,也常把6k+5写成6k-1(它们除以6余数均为5).

证 因为a不被2和3整除,故a具有6k±1的形式,其中k是自然数,所以a2-1=(6k±1)2-1=36k2±12k=12k(3k±1).由于k与3k±1为一奇一偶(若k为奇数,则3k±1为偶数,若k为偶数,则3k±1为奇数),所以2|k(3k±1),于是便有24|(a2-1).

例7 求证:3n+1(n为正整数)能被2或22整除,但不能被2的更高次幂整除.

证 按模2分类.若n=2k为偶数,k为正整数,则

3n+1=32k+1=(3k)2+1.

由3k是奇数,(3k)2是奇数的平方,奇数的平方除以8余1,故可设(3k)2=8l+1,于是

3n+1=8l+2=2(4l+1).

4l+1是奇数,不含有2的因数,所以3n+1能被2整除,但不能被2的更高次幂整除.

若n=2k+1为奇数,k为非负整数,则

3n+1=32k+1+1=3·(3k)2+1

=3(8l+1)+1=4(6l+1).

由于6l+1是奇数,所以此时3n+1能被22整除,但不能被2的更高次幂整除.

在解决有些整除性问题时,直接证明较为困难,可以用反证法来证.

例8 已知a,b是整数,a2+b2能被3整除,求证:a和b都能被3整除.

证 用反证法.如果a,b不都能被3整除,那么有如下两种情况:

(1)a,b两数中恰有一个能被3整除,不妨设3|a,3b.令a=3m,b=3n±1(m,n都是整数),于是

a2+b2=9m2+9n2±6n+1

=3(3m2+3n2±2n)+1,不是3的倍数,矛盾.

(2)a,b两数都不能被3整除.令a=3m±1,b=3n±1,则

a2+b2=(3m±1)2+(3n±1)2

=9m2±6m+1+9n2±6n+1

=3(3m2+3n2±2m±2n)+2,不能被3整除,矛盾.

由此可知,a,b都是3的倍数.

例9 设p是质数,证明:满足a2=pb2的正整数a,b不存在.

证 用反证法.假定存在正整数a,b,使得

a2=pb2

令(a,b)=d,a=a1d,b=b1d,则(a1,b1)=1.所以

与(a1,b1)=1矛盾.

例10 设p,q均为自然数,且

求证:29|p.

证 注意到29是质数.令a=10×11×…×19.

所以 ap=29q·b,29|a·p,29是质数,且29a,所以29|p.

练习二十四

1.求证:对任意自然数n,2×7n+1能被3整除.

2.证明:当a是奇数时,a(a2-1)能被24整除.

3.已知整数x,y,使得7|(13x+8y),求证:

7|(9x+5y).

4.设p是大于3的质数,求证:24|(p2-1).

5.求证:对任意自然数n,n(n-1)(2n-1)能被6整除.

6.求证:三个连续自然数的立方和能被9整除.

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