【例 11】 求所有的質(zhì)數(shù)P,使得4p2+1與6p2+1也是質(zhì)數(shù).
【解析】 如果 p=5,則4p2+1=101,6p2+1=151都是質(zhì)數(shù),所以5符合題意.如果P不等于5,那么P除以5的余數(shù)為1、2、3或者4,p2除以5的余數(shù)即等于12、22、32或者42除以5的余數(shù),即1、4、9或者16除以5的余數(shù),只有1和4兩種情況.如果p2除以5的余數(shù)為1,那么4p2+1除以5的余數(shù)等于4×1+1=4除以5的余數(shù),為0,即此時4p2+1被5整除,而4p2+1大于5,所以此時4p2+1不是質(zhì)數(shù);如果p2除以5的余數(shù)為4,同理可知6p2+1不是質(zhì)數(shù),所以P不等于5,6p2+1與4p2+1至少有一個不是質(zhì)數(shù),所以只有p=5滿足條件.
【鞏固】 在圖表的第二行中,恰好填上89‐98這十個數(shù),使得每一豎列上下兩個因數(shù)的乘積除以11所得的余數(shù)都是3.
因數(shù)
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89
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90
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91
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92
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93
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94
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95
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96
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97
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98
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因數(shù)
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【解析】 因為兩個數(shù)的乘積除以11的余數(shù),等于兩個數(shù)分別除以11的余數(shù)之積.因此原題中的89‐98可以改換為1-10,這樣上下兩數(shù)的乘積除以11余3就容易計算了.我們得到下面的結(jié)果:
因數(shù)
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89
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90
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91
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92
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93
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94
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95
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96
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97
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98
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因數(shù)
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3
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7
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1
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9
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5
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6
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2
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10
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4
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8
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進(jìn)而得到本題的答案是:
因數(shù)
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89
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90
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91
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92
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93
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94
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95
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96
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97
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98
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因數(shù)
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91
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95
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89
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97
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93
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94
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90
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98
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92
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96
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【例 12】 一個大于1的數(shù)去除290,235,200時,得余數(shù)分別為a,a+2,a+5,則這個自然數(shù)是多少?
【解析】 根據(jù)題意可知,這個自然數(shù)去除290,233,195時,得到相同的余數(shù)(都為a).既然余數(shù)相同,我們可以利用余數(shù)定理,可知其中任意兩數(shù)的差除以這個數(shù)肯定余0.那么這個自然數(shù)是290-233=57的約數(shù),又是233-195=38的約數(shù),因此就是57和38的公約數(shù),因為57和38的公約數(shù)只有19和1,而這個數(shù)大于1,所以這個自然數(shù)是19.
【鞏固】 一個大于10的自然數(shù)去除90、164后所得的兩個余數(shù)的和等于這個自然數(shù)去除220后所得的余數(shù),則這個自然數(shù)是多少?
【解析】 這個自然數(shù)去除90、164后所得的兩個余數(shù)的和等于這個自然數(shù)去除90+164=254后所得的余數(shù),所以254和220除以這個自然數(shù)后所得的余數(shù)相同,因此這個自然數(shù)是254-220=34的約數(shù),又大于10,這個自然數(shù)只能是17或者是34.如果這個數(shù)是34,那么它去除90、164、220后所得的余數(shù)分別是22、28、16,不符合題目條件;如果這個數(shù)是17,那么他去除90、164、220后所得的余數(shù)分別是5、11、16,符合題目條件,所以這個自然數(shù)是17.
【例 13】 甲、乙、丙三數(shù)分別為603,939,393.某數(shù)A除甲數(shù)所得余數(shù)是A除乙數(shù)所得余數(shù)的2倍,A除乙數(shù)所得余數(shù)是A除丙數(shù)所得余數(shù)的2倍.求A等于多少?
【解析】 根據(jù)題意,這三個數(shù)除以 都有余數(shù),則可以用帶余除法的形式將它們表示出來:603÷A=K1……r1,939÷A=K2……r2,393÷A=K3……r3
由于r1=2r1,r2=2r3,要消去余數(shù)r1,r2,r3,我們只能先把余數(shù)處理成相同的,再兩數(shù)相減.
這樣我們先把第二個式子乘以2,使得被除數(shù)和余數(shù)都擴(kuò)大2倍,同理,第三個式子乘以4.
于是我們可以得到下面的式子:603÷A=K1……r1,(939×2)÷A=2K2……2r1,(393×4)÷A=2K3……4r3 這樣余數(shù)就處理成相同的.最后兩兩相減消去余數(shù),意味著能被A整除.939×2-603=1275,393×4-603=969,(1275,969)=51=3×17.
51的約數(shù)有1、3、17、51,其中1、3顯然不滿足,檢驗17和51可知17滿足,所以A等于17.
【鞏固】一個自然數(shù)除429、791、500所得的余數(shù)分別是a+5、2a、a,求這個自然數(shù)和a的值.
【解析】將這些數(shù)轉(zhuǎn)化成被該自然數(shù)除后余數(shù)為2a的數(shù):(429-5)×2=848,791、500×2=1000,這樣這些數(shù)被這個自然數(shù)除所得的余數(shù)都是2a,故同余.
將這三個數(shù)相減,得到848-791=57、1000-848=152,所求的自然數(shù)一定是57和152的公約數(shù),而(57,152)=19,所以這個自然數(shù)是19的約數(shù),顯然1是不符合條件的,那么只能是19.經(jīng)過驗證,當(dāng)這個自然數(shù)是19時,除429、791、500所得的余數(shù)分別為11、12、6,a=6時成立,所以這個自然數(shù)是19,a=6.
【模塊三:余數(shù)綜合應(yīng)用】
【例 14】 著名的裴波那契數(shù)列是這樣的:1、1、2、3、5、8、13、21……這串?dāng)?shù)列當(dāng)中第2008個數(shù)除以3所得的余數(shù)為多少?
【解析】 斐波那契數(shù)列的構(gòu)成規(guī)則是從第三個數(shù)起每一個數(shù)都等于它前面兩個數(shù)的和,由此可以根據(jù)余數(shù)定理將裴波那契數(shù)列轉(zhuǎn)換為被3除所得余數(shù)的數(shù)列:
1、1、2、0、2、2、1、0、1、1、2、0……
第九項和第十項連續(xù)兩個是1,與第一項和第二項的值相同且位置連續(xù),所以裴波那契數(shù)列被3除的余數(shù)每8個一個周期循環(huán)出現(xiàn),由于2008除以8的余數(shù)為0,所以第2008項被3除所得的余數(shù)為第8項被3除所得的余數(shù),為0.
【鞏固】 (2009年走美初賽六年級)有一串?dāng)?shù):1,1,2,3,5,8,……,從第三個數(shù)起,每個數(shù)都是前兩個數(shù)之和,在這串?dāng)?shù)的前2009個數(shù)中,有幾個是5的倍數(shù)?
【解析】 由于兩個數(shù)的和除以5的余數(shù)等于這兩個數(shù)除以5的余數(shù)之和再除以5的余數(shù).
所以這串?dāng)?shù)除以5的余數(shù)分別為:1,1,2,3,0,3,3,1,4,0,4,4,3,2,0,2,2,4,1,0,1,1,2,3,0,……可以發(fā)現(xiàn)這串余數(shù)中,每20個數(shù)為一個循環(huán),且一個循環(huán)中,每5個數(shù)中第五個數(shù)是5的倍數(shù).由于2009÷5=401……4,所以前2009個數(shù)中,有401個是5的倍數(shù).
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