小升初奥数基础教程
船舶买卖-快与慢
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第一讲 定义新运算
我们已
经学习过加、减、乘、除运算,这些运算,即四则运算是数学中最基
本的运算,它们的意义、符号及运算
律已被同学们熟知。除此之外,还会有什么
别的运算吗?这两讲我们就来研究这个问题。这些新的运算及
其符号,在中、小
学课本中没有统一的定义及运算符号,但学习讨论这些新运算,对于开拓思路及
今后的学习都大有益处。
例1 对于任意数a,b,定义运算“*”: a*b=a×b-a-b。
求12*4的值。
分析与解:根据题目定义的运算要求,直接代入后用四则运算即可。
12*4=12×4-12-4=48-12-4=32。
根据以上的规定,求10△6的值。
3,x>=2,求x的值。
分析与解:按照定义的运算,
<1,2,3,x>=2,
x=6。
由上面三例看出,定义新运算通常是用某些特殊符号表示特定的运算意义。
新运算使
用的符号应避免使用课本上明确定义或已经约定俗成的符号,如+,-,
×,÷,<,>等,以防止发生
混淆,而表示新运算的运算意义部分,应使用通
常的四则运算符号。如例1中,a*b=a×b-a-b
,新运算符号使用“*”,而等号
右边新运算的意义则用四则运算来表示。
分析与解:按新运算的定义,符号“⊙”表示求两个数的平均数。
四则运算中的意义相同,即先进行小括号中的运算,再进行小括号外面的
运算。
按通常的规则从左至右进行运算。
”表示几个数相加,每个加数各分析与解:从已知的三式来看,运算
“
数位上的数都是符号前面的那个数,而符号后面的数是几,就表示几个数之和,
其中第1个数
是1位数,第2个数是2位数,第3个数是3位数„„按此规定,
得
35=3+33+333+3333+33333=37035。
从例5知,有时新运算的规定不是很明显,需要先找规律,然后才能进行运
算。
例6
对于任意自然数,定义:n!=1×2ׄ ×n。
例如
4!=1×2×3×4。那么1!+2!+3!+„+100!的个位数字是几?
分析与解:1!=1,
2!=1×2=2,
3!=1×2×3=6,
4!=1×2×3×4=24,
5!=1×2×3×4×5=120,
6!=1×2×3×4×5×6=720,
„„
由此可推知,从5!开始,以后6!,7!,8!,„,100!的末
位数字都是0。
所
以,要求1!+2!+3!+„+100!的个位数字,只要把1!至4!
的个位数字相加便可求得:1
+2+6+4=13。所求的个位数字是3。
例7
如果m,n表示两个数,那么规定:m¤n=4n-(m+n)÷2。
求3¤(4¤6)¤12的值。
解:3¤(4¤6)¤12
=3¤[4×6-(4+6)÷2]¤12
=3¤19¤12
=[4×19-(3+19)÷2]¤12
=65¤12
=4×12-(65+12)÷2
=9.5。
练习一
1.对于任意的两个数a和b,规定a*b=3×a-b÷3。求8*9的值。
2.已知a
3.已知a
b表示a
除以3的余数再乘以b,求13
b表示(a-b)÷(a+b),试计算:(5
4的值。
3)(106)。
4.规定a◎b表示a与b的积与a除以b所得的商的和,求8◎2的值。
5.假定m◇n表示m的3倍减去n的2倍,即 m◇n=3m-2n。
(2)已知x◇(4◇1)=7,求x的值。
7.对于任意的两个数P,
Q,规定
P☆Q=(P×Q)÷4。例如:2☆8=
(2×8)÷4。已知x☆(8☆5)=10,求x的值。
8.定义: a△b=ab-3b,a
9.已知: 2
4
b=4a-ba。计算:(4△3)△(2b)。
3=2×3×4,
5=4×5×6×7×8,
„„
求(4
4)÷(33)的值。
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二、数的整除性
三、四年级已经学习了能被2,3,5和4,8,9,6以及11
整除的数的特
征,也学习了一些整除的性质。这两讲我们系统地复习一下数的整除性质,并利
用
这些性质解答一些问题。
数的整除性质主要有:
(1)如果甲数能被乙数整除,乙数能被丙数整除,那么甲数能被丙数整除。
(2)如果两个数都能被一个自然数整除,那么这两个数的和与差都能被这
个自然数整除。
(3)如果一个数能分别被几个两两互质的自然数整除,那么这个数能被
这几个两两互质的自
然数的乘积整除。
(4)如果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。
(5)几个数相乘,如果其中一个因数能被某数整除,那么乘积也能被这个
数整除。
灵活运用以上整除性质,能解决许多有关整除的问题。
例1
在□里填上适当的数字,使得七位数□7358□□能分别被9,25和8
整除。
分析与解:
分别由能被9,25和8整除的数的特征,很难推断出这个七位数。
因为9,25,8两两互质,由整除
的性质(3)知,七位数能被 9×25×8=1800
整除,所以七位数的个位,十位都是0;再由能
被9整除的数的特征,推知首位
数应填4。这个七位数是4735800。
例2
由2000个1组成的数111„11能否被41和271这两个质数整除?
分析与解:因为41×2
71=11111,所以由每5个1组成的数11111能被41
和271整除。按“11111”把2
000个1每五位分成一节, 2000÷5=400,就有
400节,
因为2000个1组成的数11„11能被11111整除,而11111能
被41和271
整除,所以根据整除的性质(1)可知,由2000个1组成的数111„11能被41
和271整除。
例3 现有四个数:76550,76551,76552,76554。能
不能从中找出两个数,
使它们的乘积能被12整除?
分析与解:根据有关整除的性质,先把12分成两数之积:12=12×1=6×2=3
×4。
要从已知的四个数中找出两个,使其积能被12整除,有以下三种情况:
(1)找出一个数能被12整除,这个数与其它三个数中的任何一个的乘积都
能被12整除;
(2)找出一个数能被6整除,另一个数能被2整除,那么它们的积就能被
12整除;
(3)找出一个数能被4整除,另一个数能被3整除,那么它们的积能被12
整除。
容易判断,这四个数都不能被12整除,所以第(1)种情况不存在。
对于第(2)种情况,
四个数中能被6整除的只有76554,而76550,76552
是偶数,所以可以选76554和7
6550,76554和76552。
对于第(3)种情况,四个数中只有76552能被4整除,7
6551和76554都
能被3整除,所以可以选76552和76551,76552和76554。
综合以上分析,去掉相同的,可知两个数的乘积能被12整除的有以下三组
数:76550和7
6554, 76552和76554, 76551和 76552。
例4
在所有五位数中,各位数字之和等于43且能够被11整除的数有哪些?
分析与解:从题设的条件分析,对所求五位数有两个要求:
①各数位上的数字之和等于43;
②能被11整除。
因为能被11整除的五位数很多,而各数位上的数字之和等于43的五位数
较
少,所以应选择①为突破口。有两种情况:
(1)五位数由一个7和四个9组成;
(2)五位数由两个8和三个9组成。
上面两种情况中
的五位数能不能被11整除?9,8,7如何摆放呢?根据被
11整除的数的特征,如果奇数位数字之和
是27,偶数位数字之和是16,那么差
是11,就能被11整除。满足这些要求的五位数是:
97999,99979, 98989。
例5
能不能将从1到10的各数排成一行,使得任意相邻的两个数之和都能
被3整除?
分析与解:10个数排成一行的方法很多,逐一试验显然行不通。我们采用
反证法。
假设题目的要求能实现。那么由题意,从前到后每两个数一组共有5组,每
组的两数之和都能被3整除,
推知1~10的和也应能被3整除。实际上,1~10
的和等于55,不能被3整除。这个矛盾说明假设
不成立,所以题目的要求不能
实现。
练习二
1.已知4205和2813都是29的倍数,1392和7018是不是29的倍数?
2.如果两个数的和是64,这两个数的积可以整除4875,那么这两个数的差
是多少?
3.173□是个四位数。数学老师说:“我在这个□中先后填入3个数字,所
得到的
3个四位数,依次可以被9,11,6整除。”问:数学老师先后填入的3
个数字之和是多少?
班有多少名学生?
6.能不能将从1到9的各数排成一行,使得任意相邻的两个数之和都能被3
整除?
练习参考答案
1.是。提示:7018和1392分别是4205与2813的和与差。
2.14。
提示:已知这两个数的积可以整除4875,说明这两个数都是4875的因
数。4875= 3×5×
5×5×13,用这些因子凑成两个数,使它们的和是64,显然这
两个数是3×13=39和5×5=
25。它们的差是39-25=14。
3.19。提示:先后填入的三个数依次是7,8,4。
4.123654和321654。
提示:由题意知,b,d,f是偶数,e=
5,所以a,c只能是1和3。
6,进而知f=4,所求数为123654和321654。
5.55人。
提示:总分等于平均分乘以学生人数,因为平均分90=9×10,所以总
(人)。
6.不能。
提示:假设能。因为前两个数的和能被3整除,第2、第3个数的和也
能被3
整除,所以第1、第3两个数除以3的余数相同。类似可知,排在第1,3,
5,7,9位的数除以3的
余数都相同。在1~9中,除以3的余数相同的数只有3
个,不可能有5个。这个矛盾说明假设不成立。
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第三讲 质数与合数
自然数按照能被多少个不同的自然数整除可以分为三类:
第一类:只能被一个自然数整除的自然数,这类数只有一个,就是1。
第二类:只能被两个不同的自
然数整除的自然数。因为任何自然数都能被
1和它本身整除,所以这类自然数的特征是大于1,且只能被
1和它本身整除。
这类自然数叫质数(或素数)。例如,2,3,5,7,„
第三类:能被
两个以上的自然数整除的自然数。这类自然数的特征是大于
1,除了能被1和它本身整除外,还能被其它
一些自然数整除。这类自然数叫合
数。例如,4,6,8,9,15,„
上面的分类方法将自然数分为质数、合数和1,1既不是质数也不是合数。
例1
1~100这100个自然数中有哪些是质数?
分析与解:先把前100个自然数写出来,得下表:
1既不是质数也不是合数。
2是质数,留下来,后面凡能被2整除的数都是合数,都划去;
3是质数,留下来,后面凡能被3整除的数都是合数,都划去;
类似地,把5留下来,后面凡是5的倍数的数都划去;
把7留下来,后面凡是7的倍数的数都划去。
经过以上的筛选,划去的都是合数,余下26个数,除1外,剩下
的25个都
是质数。这样,我们便得到了100以内的质数表:
2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,
43,47,53,59,61,67,71,73,79,83,89,97。
这些质数同学们应当熟记!
细心的同学可能会注意到,以上只划到7的倍数,为什么不继续划
去11,
13,„的倍数呢?事实上,这些倍数已包含在已划去的倍数中。例如,100以内
1
1的倍数应该是
11×A≤100(其中A为整数),
显然,A只能取2,
3,4,5,6,7,8,9。因为4=2
2
,6=2×3,8=23,9=3
2,
所以A必是2,3,5,7之一的倍数。由此推知,11的倍数已全部包含在2,3,
5
,7的倍数中,已在前面划去了。
要判断一个数N是质数还是合数,根据合数的定义,只要用从小到大
的自然
数2,3,4,5,6,7,8,„,N-1去除N,其中只要有一个自然数能整除N,N
就是合数,否则就是质数。但这样太麻烦,因为除数太多。能不能使试除的数少
一点呢?由例1知,只
要用从小到大的质数去除N就可以了。例2给出的判别方
法,可以使试除的数进一步减少。
例2 判断269,437两个数是合数还是质数。
分析与解:对于一个不太大的数N,要判
断它是质数还是合数,可以先找出
一个大于N且最接近N的平方数K
2
,再写出K以内
的所有质数。如果这些质数都
不能整除N,那么N是质数;如果这些质数中有一个能整除N,那么N是合
数。
因为269<17
2
=289。17以内质数有2,3,5,7,11,13。
根据能被某些数
整除的数的特征,个位数是9,所以269不能被2,5整除;2+6+9=17,所以
269
不能被3整除。经逐一判断或试除知,这6个质数都不能整除269,所以269是
质数
。
因为437<21
2
=441。21以内的质数有2,3,5,7,11,13,
17,19。容易
判断437不能被2,3,5,7,11整除,用13,17,19试除437,得到
437÷19=23,
所以437是合数。
对比一下几种判别质数与合数的方法,可以看出例
2的方法的优越性。判别
269,用2~268中所有的数试除,要除267个数;用2~268中的质
数试除,要
除41个数;而用例2的方法,只要除6个数。
例3 判断数11是质数还是合数?
分析与解:按照例2的方法判别这个13位数是质数还是
合数,当然是很麻
烦的事,能不能想出别的办法呢?根据合数的意义,如果一个数能够写成两个大
于1的整数的乘积,那么这个数是合数。
根据整数的意义,这个13位数可以写成:
11
=00+1111111
=1111111×(1000000+1)
=1111111×1000001。
由上式知,111111和1000001都能整除11,所以11
是合数。
这道例题又给我们提供了一种判别一个数是质数还是合数的方法。
例4
判定2
98
+1和2
98
+3是质数还是合数?
分析与解:这道题
要判别的数很大,不能直接用例1、例2的方法。我们在
四年级学过a
n
的个位数的变
化规律,以及a
n
除以某自然数的余数的变化规律。
2
n
的个位数随
着n的从小到大,按照2,4,8,6每4个一组循环出现,98÷4=24„„
2,所以2
9
8
的个位数是4,(2
98
+1)的个位数是5,能被5整除,说明(2
98
+1)是
合数。
(2
98
+3)是奇数,不能被2整除; 298
不能被3整除,所以(2
98
+3)也不能
被3整除;(2
98
+1)能被5整除,(2
98
+3)比(2
98
+1)大2,所
以(2
98
+3)不能
被5整除。再判断(2
98
+3)能否被7整
除。首先看看2
n
÷7的余数的变化规律:
因为98÷3的余数是2,从
上表可知2
98
除以7的余数是4,(2
98
+3)除以7
的余数是
4+3=7,7能被7整除,即(2
98
+3)能被7整除,所以(2
98
+
3)是合数。
例5 已知A是质数,(A+10)和(A+14)也是质数,求质数A。
分析与解:从最小的质数开始试算。
A=2时,A+10=12,12是合数不是质数,所以A≠2。
A=3时,A+10=13,是质数;A+14=17也是质数,所以A等于3是所求的质数。
A除了等于3外,还可以是别的质数吗?因为质数有无穷多个,所以不可能
一一去试,必须采用其它方
法。
A,(A+1),(A+2)除以3的余数各不相同,而(A+1)与(A+10)除以3
的余数相同,(A+2)与(A+14)除以3的余数相同,所以A,(A+10),(A+14)
除
以3的余数各不相同。因为任何自然数除以3只有整除、余1、余2三种情况,
所以在A,(A+10)
,(A+14)中必有一个能被3整除。能被3整除的质数只有
3,因为(A+10),(A+14)都
大于3,所以A=3。也就是说,本题唯一的解是
A=3。
练习
1.现有1,3,5,7四个数字。
(1)用它们可以组成哪些两位数的质数(数字可以重复使用)?
(2)用它们可以组成哪些各位数字不相同的三位质数?
2.a,b,c都是质数,a>b>c,且a×b+c=88,求a,b,c。
3.A是一个质数
,而且A+6,A+8,A+12,A+14都是质数。试求出所有
满足要求的质数A。
5.试说明:两个以上的连续自然数之和必是合数。
6.判断2
66
+3
88
是不是质数。
7.把一个
一位数的质数a写在另一个两位数的质数b后边,得到一个三
位数,这个三位数是a的87倍,求a和b
。
练习
1.(1)11,13,17,31,37,53,71,73;
(2)137,173,317,157,571,751。
2.17,5,3。
提示:c小于9,否则a×b+c>88。对c=2,3,5,7四种情况逐一试
算。
3.5。
提示:与例5类似。A+6,A+8,A+12,A+14分别与A+1,A+3,A+
2,
A+4除以5的余数相同。因为自然数除以5只有整除、余1、余2、余3、余4
五种情况
,原来的四个数都是大于5的质数,不应被5整除,只能是余1、余2、
余3、余4,所以A=5。
4.2,7,13。
5.在高斯求和公式“和=(首项+末项)×
项数÷2”中,因为“项数”
>2,所以“首项+末项”>2。因为“和”是整数,所以“首项+末项”
与“项
数”中必有一个能被2整除,且商不等于1。这就把“和”分解成了两个大于1
的整数的
乘积,说明“和”是合数。
6.不是。
提示:2
66
的个位数是
4,3
88
的个位数是1,(2
66
+3
88
)的个位数是
5,
能被5整除。
7.5和43。
解:由题意有,10b+a=87a,
10b=86a,
5b=43a。
因为5与43都是质数,所以a=5,b=43。