整除问题[专题]数的整除概念、性质及整除特征为解决一些整除问题带来了很大方便,在实际问题中应用广泛。
一、整除的定义:当两个整数a和b(b≠0),a被b除的余数为零时(商为整数),则称a被b整除或b整除a,也把a叫做b的倍数,b叫a的约数,记作b|a,如果a被b除所得的余数不为零,则称a不能被b整除,或b不整除a,记作b a.
二、数的整除性质:(1)对称性:若甲数能被乙数整除,乙数也能被甲数整除,那么甲、乙两数相等。记作:a|b,b|a,则a=b。
(2)传递性:若甲数能被乙数整除,乙数能被丙数整除,那么甲数能被丙数整除。记作:若a|b,b|c,则a|c。
(2) 若两个数能被一个自然数整除,那么这两个数的和与差都能该自然数整除。
记作:若a|b,a|c,则a|(b c)。
(3) 几个数相乘,若其中有一个因子能被某一个数整除,那么它们的积也能被该数整除。
(4) 若一个数能被两个互质数中的每一个数整除,那么这个数也能分别被这两个互质数的积整除。记作:若a|b,c|b,(a,c)=1, 则ac|b。
(5) 若一个数能被两个互质数的积整除,那么,这个数也能分别被这两个互质数整除。记作:若ac|b,(a,c)=1, 则a|b,c|b。
(6) 若一个质数能整除两个自然数的乘积,那么这个质数至少能整除这两个自然数中的一个。
(7) 若a|b,m≠0,则am|bm。
(8) 若am|bm,m≠0,则a|b。
(9)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)
三、整除特征 (1)1与0的特性:
1是任何整数的约数,即对于任何整数a,总有1|a.
0是任何非零整数的倍数,a≠0,a为整数,则a|0.
(2)若一个整数的末位是0、2、4、6或8,则这个数能被2整除。
(3)若一个整数的数字和能被3整除,则这个整数能被3整除。
(4) 若一个整数的末尾两位数能被4整除,则这个数能被4整除。
(5)若一个整数的末位是0或5,则这个数能被5整除。
(6)若一个整数能被2和3整除,则这个数能被6整除。
(7)若一个整数的个位数字截去,再从余下的数中,减去个位数的2倍,如果差是7的倍数,则原数能被7整除。如果差太大或心算不易看出是否7的倍数,就需要继续上述「截尾、倍大、相减、验差」的过程,直到能清楚判断为止。例如,判断133是否7的倍数的过程如下:13-3×2=7,所以133是7的倍数;又例如判断6139是否7的倍数的过程如下:613-9×2=595 , 59-5×2=49,所以6139是7的倍数,余类推。
(8)若一个整数的未尾三位数能被8整除,则这个数能被8整除。
(9)若一个整数的数字和能被9整除,则这个整数能被9整除。
(10)若一个整数的末位是0,则这个数能被10整除。
(11)若一个整数的奇位数字之和与偶位数字之和的差能被11整除,则这个数能被11整除。11的倍数检验法也可用上述检查7的「割尾法」处理!过程唯一不同的是:倍数不是2而是1!
(12)若一个整数能被3和4整除,则这个数能被12整除。
(13)若一个整数的个位数字截去,再从余下的数中,加上个位数的4倍,如果差是13的倍数,则原数能被13整除。如果差太大或心算不易看出是否13的倍数,就需要继续上述「截尾、倍大、相加、验差」的过程,直到能清楚判断为止。
(14)若一个整数的个位数字截去,再从余下的数中,减去个位数的5倍,如果差是17的倍数,则原数能被17整除。如果差太大或心算不易看出是否17的倍数,就需要继续上述「截尾、倍大、相减、验差」的过程,直到能清楚判断为止。
(15)若一个整数的个位数字截去,再从余下的数中,加上个位数的2倍,如果差是19的倍数,则原数能被19整除。如果差太大或心算不易看出是否19的倍数,就需要继续上述「截尾、倍大、相加、验差」的过程,直到能清楚判断为止。
(16)若一个整数的末三位与3倍的前面的隔出数的差能被17整除,则这个数能被17整除。
(17)若一个整数的末三位与7倍的前面的隔出数的差能被19整除,则这个数能被19整除。
(18)若一个整数的末四位与前面5倍的隔出数的差能被23(或29)整除,则这个数能被23整除。
四、其他重要结论 1、能被2和5,4和25,8和125整除的数的特征是分别在这个数的未一位、未两位、未三位上。我们可以概括成一个性质:未n位数能被 (或 )整除的数,本身必能被 (或 )整除;反过来,末n位数不能被 (或 )整除的数,本身必不能被 (或 )整除。例如,判断19973216、91688169能否能被16整除,只需考虑未四位数能否被16整除便可?因为16 = ?,这样便可以举一反三,运用自如。
2、利用连续整数之积的性质: 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; 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。
五、例题解析以下例题运用了整除特征解题。例1:(1)判断47382能否被3或9整除?
(2)判断42559,7295871能否被11整除?
解:(1)4+7+3+8+2=24 3|24, 9 24
∴3|47382, 9 47382
(2)(9+5+4)?(5+2)=18?7=11 ∴11|42559
(1+8+9+7)?(7+5+2)=25?14=11 ∴11|7295871
启示:判断一个整数能否被另一个整数整除,充分考虑整除的特征,这样有利于我们去判断。
例2:求一个首位数字为5的最小六位数,使这个数能被9整除,且各位数字均不相同。
分析:由于要求被9整除,可只考虑数字和,又由于要求最小的,故从第二位起应尽量用最小的数字排,并试验末位数字为哪个数时,六位数为9的倍数。
解:一个以5为首位数的六位数5?????,要想使它最小,只可能是501234(各位数字均不相同)。
但是501234的数字和5+0+1+2+3+4=15,并不是9的倍数,故只能将末位数字改为7,这时,5+0+1+2+3+7=18是9的倍数,故501237是9的倍数。
即501237是以5为首位,且是9的倍数的最小六位数。
例3:从0、1、2、4、7五个数中选出三个组成三位数,其中能被3整除的有 个。
?南京?第一届“兴趣杯”少年数学邀请赛决赛B卷?
三位数的数字和字和应被3整除,所以可取的三个数字分别是:
0,1,2; 0,2,4; 0,2,7; 1,4,7。
于是有:(2*2*1)*3+3*2*1=18?个?
例4:四位数7a2b能被2,3,5整除,这样的四位数有几个?分别是多少?
解:要使7a2b能同时被2,3,5整除,则b为零;又要使7a20能被3整除,a必须满足各位数字的和7+2+0+a能被3整除,又知a只能取0至9这十个数字,所以a只可取0,3,6,9。故满足条件的四位数有4个,即7020,7320,7620,7920。
启示:在做有关整除的题目时,应充分考虑一些常见整数的整除特征。
例5:有0、1、4、7、9五个数字,从中选出四个数字组成一个四位数?例如1409?,把其中能被3整除的四位数从小到大排列起来,第5个数的末位数字是 。
?北京?第一届“迎春杯”赛?
从0、1、4、7、9中选出四个数字,使它们的和是3的倍数,这样的四位数只能由
0、1、4、7或1、4、7、9组成。
按从小到大顺序排列为
1047、1074、1407、1470、1479、1749、…
所以第五个四位数个位上应是9。
例6:在568后面补上三个数字,组成一个六位数,使它分别被3,4,5整除,且使这个数尽可能的小。
解:不妨设补上三个数字后的六位数为568abc。由于这个六位数分别被3,4,5整除,故它应满足如下三个条件:
(1) 数字和(5+6+8+a+b+c)是3的倍数;
(2) 末两位数字组成的两位数bc是4的倍数;
(3) 末位c为0或5。
由于4|bc,故c不能是5,而只能是0,且b只可能是2,4,6,8,0。
又因为3|(5+6+8+a+b+c)即3|(5+6+8+a+b+0),所以
当b=2时,3|(5+6+8+a+2),a可为0,3,6,9
当b=4时,3|(5+6+8+a+4)a可为1,4,7
当b=6时,3|(5+6+8+a+6),a可为2,5,8
当b=8时,3|(5+6+8+a+8),a可为0,3,6,9
当b=0时,3|(5+6+8+a+0),a可为2,5,8
要使六位数568abc尽可能小,则a应取0,b应取2,c应取0。
故被3,4,5整除的最小六位数568abc应为568020。
例7:个位数字为6,且能被3整除的五位数共有多少个?
分析:此题如果把个位数字为6且被3整除的五位数找出来实属不易,因此应想简便方法求解,由此想到被3整除的数的特征是其各数位数字之和能被3整除,因此将其转化为各位数字之和除以3的倍数有多少个。
解:设所求五位数为abcd6
∵3|abcd6 ∴3|(a+b+c+d+6)
∴3|(a+b+c+d) ∴3|
故所求的五位数只需求被3整除的四位数有多少个即可
又1~1000能被3整除的数有333个
1~10000能被3整除的数有3333个
故1000~10000能被3整除的数有3333-333=3000(个)
∴所求符合题意的数有3000个。
启示:两次运用被3整除的数的特征,先将3|abcd6转化为3|(a+b+c+d+6),得3|(a+b+c+d),然后再将其转化为3|abcd。
例8:一个六位数,它能被9和11整除。去掉这个六位数的首、尾两个数字,中间的四个数字是1997,那么这个六位数是 。
?第七届“祖冲之杯”数学邀请赛?
设这个六位数是a1997b,它能被9整除,
所以a+1+9+9+7+b=a+b+26,能被9整除,
从而a+b=1或10。
但a+b=1时,只能a=1、b=0,
而119970不能被11整除,所以只有a+b=10。
A1997b能被11整除,
所以(a+9+7)-(1+9+b)=0或11,即得b-a=6或a-b=5,
但a-b=5时,a、b不是整数,因此只有b-a=6,
解得a=2,b=8。
于是,这个六位数是219978。
例9:在下面的方框中各填一个数字,使六位数
11□□11
能被17和19整除,那么方中的两位数是 。?1995年小学数学奥林匹克)
17*19=323,110011/323余数为191。
若□□91被323整除,商的个位数字,必定为7。
323*7=2661,9-6=3,从而商是17,□□91=5491。
即原题方框中的两位数是53。
以下例题综合运用了整除性质和特征解题。例10:老师买了72本相同的书,当时没有记住每本书的价格,只用铅笔记下了用掉的总钱数,回校后发现有两个数字已看不清了。你能帮助补上这两个数字吗?(□13.7□元,□中为看不清的数字)。
分析:首先将□13.7□元化成分,这样总钱数就是□137□(整数分)。由于每本书价格相同,所以72|□137□。但72=8×9,所以8和9都应整除□137□。
解:72=8×9,□13.7□元=□137□分
∴8|□137□,9|□137□
由于8整除□137□,所以8|37□由此可知,当37□=376时才有8|376,故原数为□1376。
又由于9整除□1376,所以其数字和□+1+3+7+6,必是9的倍数。
即9|(□+17),而□只能是1到9中的某个数,所以□只能且1。
因此,原数为11376分,即113.76元。
启示:此处用到了整除的一条重要性质:如果a|b,c|b,且 a、c没有除1以外的公共约数(即a,c互质),那么bc|a,这里72=8×9,(8,9)=1,因为8|□137□,9|□137□,所以72|□137□,因此同理可得能被6整除的数要求能同时被2、3整除,因为6=2×3,(2,3)=1,能被12整除的数要求能同时被3,4整除,因为12=3×4,(3,4)=1。
例11:某个七位数1993□□□能够同时被2、3、4、5、6、7、8、9整除,那么它的最后三字依次是 。?1993年小学数学奥林匹克)
解:这个七位数能被2、3、4、5、6、7、8、9整除,
所以能被2、3、4、5、6、7、8、9的最小公倍数整除。
这个最小公倍数是5*6*7*8*9=2520。
1993000/2520=790......2200
2520-2200=320
所以最后三位数依次是3、2、0。
例12:从1999到5999的自然数中有多少个数,它的数字和能被4整除?试简述理由。
[第九届“祖冲之杯”数学邀请赛]
解:显而易见,1999的数字和能被4整除,
从2000到5999有4000个自然数,在这4000个自然数中,
个位、十位和百位都有0到9十个数字可供选择,
不管如何选择,取定后,千位上的数字就能「左右大局」(如个位、十位、百位的数字和除以4余数为3,千位数字便可取5,使该数的数字和能被4整除)
事实上,千位数字可取2、3、4、5,从1999到5999的自然数中,它的数字和能被4整除有:1×10×10×10+1=1001(个) 。
例13:有分别写着1,2,3,…,13的卡片各两张,任意抽出两张,计算这两张卡片上的数的积,这样会得到许多不相等的积。试问:这些积中最多有多少个能被6整除?
[第四届“从小爱数学”邀请赛]
解:这些积中,6的倍数有许多不同的答案
最小的是1×6;最大的是26×6(由12和13这两张卡片上的数的积得出)
由1×6,2×6,3×6,……,26×6看来,似乎有26个绩能被6整除
但实际上,不会出现17×6,19×6,21×6,23×6,25×6这五种情形
所以,这些积中最多有(26-5)个,即21个能被6整除。
例14:试证明由同一数字组成的三位数都是37的倍数。
证明:设这三位数为aaa,
则aaa=a×100+a×10+a×1=100a+10a+a=111a
∵37|111,∴37|111a
∴37|aaa
例15:已知A是一个自然数,它是15的倍数,并且它的各个数位上的数字只有0和8两种,问A最小是几?
分析:因为15|A,而15=5×3,(5,3)=1
所以5|A,3|A
故A的末位数字只能是零,从而打开解题的缺口。
解:当A为两位数时,A只能为80,88,而5|A,所以88不合题意,又3|A,故80不合题意。
当A为三位数时,因为5|A,故A的末位是0,A只可能为880,800,而3|A,故880,800均不符合题意。
当A为四位数时,因5|A,故末位数字为0,又首位数字只能为8,则A=8ab0,因为3|A,所以3|(8+a+b)
当a,b中一个为8,一个为0时,A不能被3整除;当a,b均为8时,3|(8+a+b),故a=b=8,此时A=8880符合题意。故A=8880。
例16:已知四位数的个位与千位数字之和为10,个位数字既是偶数又是质数,百位数字与十位数字组成的两位数是个质数,又知这个四位数能被36整除,求所有满足条件的四位数中的最大者。
解:因为个位数字既是偶数又是质数,所以个位数字为2,又个位与千位数字之和为10,故千位数字为8。
故设这个四位数为8ab2,
∵36=4×9,(4,9)=1
∴4|8ab2,9|8ab2 ∴9|(8+a+b+2)即9|(10+a+b)
∴4|b2 ∴b=9,7,5,3,1
当a=9时,因9|(10+a+b) ∴b=8,不符合4|b2
当a=8时,因9|(10+a+b) ∴b=9,符合4|b2
∴这个四位数为8892。
例17:一整数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.
例18:使n3+100能被n+10整除的正整数n的最大值是多少? (美国第4届数学邀请赛题)
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19: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). (上海1989年高二数学竞赛)
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=1/a+1/b+`/c-1/abc<1/a+1/b+1/c<3/a<3/2
∴k=1.
若a≥3,此时
1=1/a+1/b+1/c-1/abc<1/3+1/4+1/5=47/60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=2/b+2/c-1/bc<2/b+2/b=4/b
∴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.
六、练习题1.要使六位数15abc6能被36整除,而且所得的商最小,那么A= ,B= ,C= 。?南京?第二届“兴趣杯”少年数学邀请赛决赛B卷
2.某种考试已举行的次数恰好是24次,共出了426道题。每次出的题数,有25题,或者16题,或者20题,那么其中考25道题的有 次。?1992年小学数学奥林匹克初赛A卷)
3.一个三位数能被3整除,去掉它的末位数字后,所得的两位数是17的倍数,这样的三位数中,最大的是 。?南京?第一届“兴趣杯”少年数学邀请赛预赛A卷)
4.在523后面写出三个数字,使所得的六位数被7、8、9整除。那么这三个数字的和是 。(北京?第四届“迎春杯”赛)
5.恰好被6、7、8、9整除的五位数有多少个??第三届“华杯赛”复赛?
6.目前日期的流行记法是采用6位数字,即将公元年份的后两位数字记在最左边,中间两个数字表示月份,最末两位数字表示日份。(遇有月或日是个位数的,前面加一个0,例如1976年4月5日记为760405。)
第五届小学“祖冲之杯”的竞赛日期应记为951126,这个六位数恰好能被66整除,因此这样的日期被称为“大顺日”,即今天是大顺日。在今年内,距今天最近的一个大顺日是1995年_____月_____日。 [第五届“祖冲之杯”数学邀请赛]
7.能被4整除的最大四位数是____________,能被8整除的最小四位数是_______.
8. 由1,2,3,4,5这五个自然数,任意调换位置而组成的五位数中,不能被3整除的数共有几个?为什么?
9. 在十进制中,各位数码是0或1,并能被225整除的最小正整数是____(1989年全国初中联赛题)
10.求能被26整除的六位数□1993□。
11. (1973年加拿大数学竞赛题)把100000表示为两个整数的乘积,使其中没有一个是10的整倍数的表达式为__________.
12. (1971年加拿大数学竞赛题)证明:对一切整数n,n2+2n+12不是121的倍数.
13. (1984年韶关初二数学竞赛题)设abcd是一个四位正整数,已知三位正整数abc与246的和是一位正整数d的111倍,abc又是18的倍数.求出这个四位数abcd,并写出推理运算过程.
14. (1986年上海初中数学竞赛题)100个正整数之和为101101,则它们的最大公约数的最大可能值是多少?证明你的结论.
15.一个六位数能被7整除,将这个六位数的最后一个数码移到开头,则所得的六位数是否能被7整除?说明你的理由。
16.已知两个三位数abc和def及(abc+def)能被37整除,求证:六位数abcdef能被37整除。
17.设a,b,c是三个互不相等的正整数,求证:(a^3b-ab^3),(b^3c-bc^3),(c^3a-ca^3)三个数中,至少有一个数能被10整除。
18.已知六位数N的前三位组成的数与后三位组成的数之和能被111整除,求证N能被111整除。
19.证明:3^2002+4^2002能被5整除。
20.有一个三位数,如果把这个数减去7,它就能被7整除;如果把这个数减去8,它就能被8整除;如果把这个数减去9,它就能被9整除。求这个三位数。
21.如果67、88、116被正整数n(n不等于1)除,所得余数都相等,求这个余数是多少?
22.四位同学做加法练习:任写一个六位数,把它的个位数(不等于0)拿到最左边一位数字的左边,得到一个新的六位数,然后与原六位数相加,他们的得数分别是:172536、568741、620708、845267,结果中哪一个可能是正确的?
23.求这样的三个不同的正整数,它们两两互质,且任意两数之和能被第三个数整除。
24.已知定理:“若三个大于3的质数a,b,c满足关系式2a+5b=c,则a+b+c是整数n的倍数”。试问:上述定理中的整数n的最大可能值是多少?说明你的理由。
25.写出都是合数的17个连续自然数。
26.试说明:将和(1+1/2+1/3+1/4+…+1/40)写成一个最简分数m/n时,m一定不是5的倍数。
27.设n是自然数,试证:n(n^2-1)(n^2-5n+26)能被120整除。
28.用0~9这十个不同的数码组成能被11整除的10位数,求出这类数中的最大者和最小者。
29.若自然数n的各位数字之和为527,则n的最小值是多少?
30.已知p为大于3的质数,求证:(p^2-1)能被24整除。
31.若p和p+2都是大于3的质数,求证p+1能被6整除。
32.求证:在任意n个相异的整数中,存在若干个数,它们的和能被n整除。
33.求所有的正整数n,使得(1^n+2^n+3^n+4^n)不能被10整除。
34.若三个连续自然数中有一个是立方数,则他们的乘积能被504整除。
35.求同时满足下列条件的一组整数a,b:
(1)ab(a+b)不能被7整除;
(2)(a+b)^7-a^7-b^7能被7^7整除。
以下习题涉及高中知识1、 设32*3^n=25ab(四位数,ab为末两位数码) ,求数码a,b。
2、 证明:存在能被5^1000整除且在其中不包含数字0的数。
3、 设 m,n∈N, 且n/m=1-1/2+1/3-1/4+......-1/1326+1/1327, 试证1993|n
4、试证:在形如2^n+n^2 的数中,有无穷多个自然数n,使得100|( 2^n+n^2)
5、 所谓整数的非空集合,满足条件:若x,y ∈S,x-y ∈S,求证: S中存在一个整数d,使得S由d的所有倍数组成。
6、 试求出所有的正整数a,b,c,其中1<a<b<c,且使得(a-1)(b-1)(c-1)是abc-1的约数。
7、 已知正整数a与b使得ab+1整除a^2+b^2,求证:(a^2+b^2)/(ab+1) 是某一正整数的平方。
8、已知: N=13xy45z(7位数)能被792整除,试求数码x,y,z。
9、证明: 1+1/2+1/3+1/4+.....+1/n 不∈Z, (n∈Z)
10、证明:当n为偶数时,323|(20^n+16^n-3^n-1) 。