數(shù)論中除了整除以外锻弓,還有一個(gè)很重要也很難的知識(shí)點(diǎn)充蓝,就是余數(shù),理解余數(shù)性質(zhì)時(shí),要與整除性聯(lián)系起來(lái)横腿,從被除數(shù)中減掉余數(shù),那么所得到的差就能夠被除數(shù)整除了.在一些題目中因?yàn)橛鄶?shù)的存在斤寂,不便于我們計(jì)算耿焊,去掉余數(shù),回到我們比較熟悉的整除性問(wèn)題遍搞,那么問(wèn)題就會(huì)變得簡(jiǎn)單了罗侯,這樣就需要用到余數(shù)中一個(gè)非常重要的定理—同余定理。
同余定義
如果a溪猿,b除以c的余數(shù)相同钩杰,就稱a,b對(duì)于除數(shù)c來(lái)說(shuō)是同余的诊县,且有a與b的差能被c整除.(a榜苫,b,c均為自然數(shù))
例如:17與13除以3的余數(shù)都是2翎冲,所以(17-11)能被3整除.
同余定理
①如果 a%b = c, 則有(a+kb)%b = c; (k為非0整數(shù))
②如果 a%b = c, 則有(k*a)%b = k*c%b; (k為正整數(shù))
③(a+b)%c = ((a%c) + (b%c)) % c;
④(a*b)%c = ((a%c)*(b%c)) % c;
(一)可加性
a與b的和除以c的余數(shù)垂睬,等于a,b分別除以c的余數(shù)之和(或這個(gè)和除以c的余數(shù)).
例如:23,16除以5的余數(shù)分別是3和1驹饺,所以(23+16)除以5的余數(shù)等于3+1=4.
注意:當(dāng)余數(shù)之和大于除數(shù)時(shí)钳枕,所求余數(shù)等于余數(shù)之和再除以c的余數(shù).
例如:23,19除以5的余數(shù)分別是3和4赏壹,所以(23+19)除以5的余數(shù)等于(3+4)除以5的余數(shù)鱼炒。
(二)可減性
a與b的差除以c的余數(shù),等于a蝌借,b分別除以c的余數(shù)之差.
例如:23昔瞧,16除以5的余數(shù)分別是3和1,所以(23-16)除以5的余數(shù)等于3-1=2.
注意:當(dāng)較大數(shù)的余數(shù)小于較小數(shù)的余數(shù)時(shí)菩佑,所求余數(shù)等于c減去余數(shù)之差.
例如:23自晰,19除以5的余數(shù)分別是3和4,所以 除以(23-19)的余數(shù)等于5-(4-3)=4.
(三)可乘性
a與b的乘積除以c的余數(shù)稍坯,等于a酬荞,b分別除以c的余數(shù)之積(或這個(gè)積除以c的余數(shù)).
例如:23,16除以5的余數(shù)分別是3和1瞧哟,所以除以5的余數(shù)等于3*1 = 3.
注意:當(dāng)余數(shù)之積大于除數(shù)時(shí)混巧,所求余數(shù)等于余數(shù)之積再除以c的余數(shù).
例如:23,19除以5的余數(shù)分別是3和4勤揩,所以 除以5的余數(shù)等于3*4除以5的余數(shù).
(四)乘方性
如果a與b除以m的余數(shù)相同咧党,那么a^n與b^n除以m的余數(shù)也相同,但不一定等于原余數(shù).
例如:3陨亡,7除以4的余數(shù)都是3傍衡,可以算得3^2和7^2除以4的余數(shù)都等于1,它們的余數(shù)相等但不一定等于3.
余數(shù)判別法
當(dāng)一個(gè)數(shù)N不能被另一個(gè)數(shù)整除時(shí)数苫,雖然可以用長(zhǎng)除法去求得余數(shù)聪舒,但當(dāng)被除位數(shù)較多時(shí)辨液,計(jì)算是很麻煩的.建立余數(shù)判別法的基本思想是:為了求出“N被m除的余數(shù)”虐急,我們希望找到一個(gè)較簡(jiǎn)單的數(shù)R,使得:N與R對(duì)于除數(shù)m同余.由于R是一個(gè)較簡(jiǎn)單的數(shù)滔迈,所以可以通過(guò)計(jì)算R被m除的余數(shù)來(lái)求得N被m除的余數(shù).
下面列出幾個(gè)常用到的規(guī)律:
- 整數(shù)N被2或5除的余數(shù)等于N的個(gè)位數(shù)被2或5除的余數(shù)止吁;
- 整數(shù)N被4或25除的余數(shù)等于N的末兩位數(shù)被4或25除的余數(shù);
- 整數(shù)N被8或125除的余數(shù)等于N的末三位數(shù)被8或125除的余數(shù)燎悍;
- 整數(shù)N被3或9除的余數(shù)等于其各位數(shù)字之和被3或9除的余數(shù)敬惦;
- 整數(shù)N被11除的余數(shù)等于N的奇數(shù)位數(shù)之和與偶數(shù)位數(shù)之和的差被11除的余數(shù);
再加一個(gè)整理的結(jié)論:
能被7谈山、13俄删、11整除的特征(實(shí)際是一個(gè)方法)是這樣的:
將一個(gè)多于4位的整數(shù)在百位與千位之間分為兩截,形成兩個(gè)數(shù),左邊的數(shù)原來(lái)的千位畴椰、萬(wàn)位成為個(gè)位臊诊、十位(依次類推)。
將這兩個(gè)新數(shù)相減(較大的數(shù)減較小的數(shù))斜脂,所得的差不改變?cè)瓉?lái)數(shù)能被7抓艳、11、13整除的特性帚戳,如果所得的差依然大于999玷或,再次進(jìn)行上一步,直到所得的差小于1000為止片任。
例如:判斷71858332能否被7偏友、11、13整除蚂踊,這個(gè)數(shù)比較大约谈,
將它分成71858、332兩個(gè)數(shù)(右邊是三位數(shù))
71858-332=71526;
再將71526分成71犁钟、526兩個(gè)數(shù)(右邊是三位數(shù))
526-71=455;
由于455數(shù)比原數(shù)小得多棱诱,
相對(duì)來(lái)說(shuō)容易判斷455能被7和13整除,不能被11整除涝动,
所以原來(lái)的71858332能被7和13整除迈勋,不能被11整除。
同余問(wèn)題
"差同減差醋粟,和同加和靡菇,余同取余,最小公倍加"
所謂同余問(wèn)題米愿,就是給出“一個(gè)數(shù)除以幾個(gè)不同的數(shù)”的余數(shù)厦凤,反求這個(gè)數(shù),稱作同余問(wèn)題育苟。
首先要對(duì)這幾個(gè)不同的數(shù)的最小公倍數(shù)心中有數(shù)较鼓,下面以4、5违柏、6為例博烂,請(qǐng)記住它們的最小公倍數(shù)是60。
1漱竖、差同減差:用一個(gè)數(shù)除以幾個(gè)不同的數(shù)禽篱,得到的余數(shù),與除數(shù)的差相同馍惹,
此時(shí)反求的這個(gè)數(shù)躺率,可以選除數(shù)的最小公倍數(shù)玛界,減去這個(gè)相同的差數(shù),稱為:“差同減差”悼吱。
例:“一個(gè)數(shù)除以4余1脚仔,除以5余2,除以6余3”舆绎,因?yàn)?-1=5-2=6-3=3鲤脏,所以取-3,表示為60n-3吕朵。
2猎醇、和同加和:用一個(gè)數(shù)除以幾個(gè)不同的數(shù),得到的余數(shù)努溃,與除數(shù)的和相同硫嘶,
此時(shí)反求的這個(gè)數(shù),可以選除數(shù)的最小公倍數(shù)梧税,加上這個(gè)相同的和數(shù)沦疾,稱為:“和同加和”。
例:“一個(gè)數(shù)除以4余3第队,除以5余2哮塞,除以6余1”,因?yàn)?+3=5+2=6+1=7凳谦,所以取+7忆畅,表示為60n+7。
3尸执、余同取余:用一個(gè)數(shù)除以幾個(gè)不同的數(shù)家凯,得到的余數(shù)相同,
此時(shí)反求的這個(gè)數(shù)如失,可以選除數(shù)的最小公倍數(shù)绊诲,加上這個(gè)相同的余數(shù),稱為:“余同取余”褪贵。
例:“一個(gè)數(shù)除以4余1掂之,除以5余1,除以6余1”竭鞍,因?yàn)橛鄶?shù)都是1板惑,所以取+1橄镜,表示為60n+1偎快。
4、最小公倍加:所選取的數(shù)加上除數(shù)的最小公倍數(shù)的任意整數(shù)倍(即上面1洽胶、2晒夹、3中的60n)都滿足條件裆馒,
稱為:“最小公倍加”,也稱為:“公倍數(shù)作周期”丐怯。
一般關(guān)于余數(shù)的題目根據(jù)"差同減差喷好,和同加和,余同取余读跷,最小公倍加"就可以解出正確答案梗搅,但是好多關(guān)于余數(shù)的題目,不是僅僅知道上面17個(gè)字就能解題的效览,是對(duì)余數(shù)三大定理的靈活應(yīng)用无切。
下面列幾個(gè)例題,涉及中國(guó)剩余定理和大數(shù)求余通過(guò)同余性質(zhì)化大為小