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北師大版高中數(shù)學(xué)選修4-6初等數(shù)論初步全套PPT課件整除新知學(xué)習(xí)通過整數(shù)的定義我們可知,兩個(gè)整數(shù)的和、差與積仍然是整數(shù)。但是,任意整除相除卻不一定是整數(shù),我們可以舉例說明:8+6=14;8-6=2;8×6=48.8÷6=1.333333…2是整數(shù),通常說6可以整除12;12÷6=2.1.333333…不是整數(shù),通常說6可以整除8.新知學(xué)習(xí)一般地,我們給出如下關(guān)于整除的定義:定義設(shè)a,b是任意兩個(gè)整數(shù),其中b≠0,如果存在整數(shù)q使得等式a=bq成立,那么就說b整除a(或a被b整除),記作b丨a.此時(shí)我們把b叫做a的因數(shù)(或約數(shù)),把a(bǔ)叫做b的倍數(shù)。若上式中的整數(shù)q不存在,則稱b不整除a(或a不能被b整除),記作b丨a.新知學(xué)習(xí)我們可以舉例說明:6丨12,8丨12.根據(jù)整數(shù)的定義,我們可以得出以下結(jié)論:如果a,b,c都是非零的整數(shù),就有:1、若a丨b,b丨c,則a丨c;2、若a丨c,則ab丨cb;3、若a丨b且a丨c,則對于任意整數(shù)m,n都有a丨(mb+nc);新知學(xué)習(xí)4、若a丨b,則丨a丨≤丨b丨.我們可以對以上結(jié)論進(jìn)行證明。(1)證明因?yàn)閍丨b,則b=qa,又因?yàn)閎丨c,所以存在整數(shù)p,使得:c=pb綜上所述可知:c=pb=(pq)a所以,a丨c.新知學(xué)習(xí)(2)證明因?yàn)閍丨c,則c=qa,故而可得cb=qab=(q)ab所以,ab丨cb.(3)證明因?yàn)閍丨b,則b=qa,又因?yàn)閍丨c,所以存在整數(shù)p,使得:c=pa新知學(xué)習(xí)故而可得:mb+mc=mqa+npa=(mq+np)a.mb=mqa.nc=npa.綜上所述:所以,a丨(mb+nc).新知學(xué)習(xí)(4)證明因?yàn)閍丨b,則b=qa,根據(jù)絕對值的性質(zhì)可知:丨b丨=丨qa丨.故可得:丨b丨=丨q丨丨a丨.因?yàn)閝是正整數(shù),綜上所述可知:丨a丨≤丨b丨.新知練習(xí)1、用整除或者不整除的符號(hào)填空。(1)7____14,8____14;(3)9____18,9____26;(2)5____10,5____12;丨丨丨丨丨丨(4)6____24,6____35;丨丨(5)a____3a,b____3b;(6)m____4m,6m____m;丨丨丨丨新知練習(xí)2、對于任何的整數(shù)a,求證:2丨(a+1)(a+2)。證明因?yàn)槌龜?shù)為2,則可以分兩種情況討論:當(dāng)a=2n+1(n∈Z)時(shí),(a+1)(a+2)=(2n+1+1)(2n+1+2)=(2n+2)(2n+3)=2(n+1)(2n+3),新知練習(xí)所以2丨(a+1)(a+2)。當(dāng)a=2n(n∈Z)時(shí),(a+1)(a+2)=(2n+1)(2n+2)=2(2n+1)(n+1),所以2丨(a+1)(a+2)。綜上所述,對于任意的整數(shù)a都有:所以2丨(a+1)(a+2)。新知練習(xí)3、判斷下列說法是否正確。(1)如果a丨b,a丨c,則b丨c()。(2)如果a丨b,a丨c,則b丨c或c丨b()。(3)如果a丨b,c丨b,則a丨c或c丨a()。(4)如果a丨b,則一定存在整數(shù)c,使得b丨c,
()?!痢痢痢列轮毩?xí)解析:(1)2丨4,2丨6,但是4丨6,故錯(cuò)誤。(2)2丨4,2丨6,但是4丨6,且6丨4,故錯(cuò)誤。(3)2丨6,3丨6,但是2丨3,且3丨2,故錯(cuò)誤。(4)2丨0,不存在整數(shù)c,使得0丨c,故錯(cuò)誤。課后練習(xí)1、關(guān)于下列說法正確的是(A)。A、如果a丨b,b丨c,則a丨c。B、如果n丨m,對于任意整數(shù)k都有kn丨km。C、如果a丨b,其中a可能為零。D、如果a丨b,則a<b。謝謝!帶余除法新知學(xué)習(xí)我們學(xué)習(xí)過整除的除法法則,比如:用4除40,得到的商是10,余數(shù)為0,可以寫成:40=4×10+0;用6除40,得到的商是6,余數(shù)為4,可以寫成:40=6×6+4;這就是我們通常所說的帶余除法,它是初等數(shù)論的證明中最重要、最基本、最常用的工具。一般情況下表述為:新知學(xué)習(xí)設(shè)a,b是兩個(gè)給定的整數(shù),其中b>0,那么,一定存在唯一的一對整數(shù)q及r,滿足:a=bq+r,0≤r<b.可以證明:b丨a的充要條件是r=0.我們稱r是b除a所得的余數(shù)。證明(1)存在性列出b的所有倍數(shù)序列:…,-2b,-b,0,b,2b,…新知學(xué)習(xí)根據(jù)定義可知,a一定在序列中的任意相鄰兩項(xiàng)之間,則存在一個(gè)整數(shù)p,使得:pb≤a<(p+1)b.成立。令r=a-pb,則a=pb+r,得出0≤r<b.(2)唯一性假設(shè)還有整數(shù)p1與r1滿足:a=bq1+r,0≤r1<b.假設(shè)r1≥r,則0≤r1-r<b,且有:新知學(xué)習(xí)r1-r=(p-p1)b.我們根據(jù)整數(shù)的定義可以推出:b丨(r1-r).若r1-r≠0,則b≤(r1-r).這與結(jié)論:0≤r1-r<b.矛盾。所以必有r1=r,進(jìn)而p1=p.新知學(xué)習(xí)根據(jù)上述所證定理,我們可將所有的整數(shù)按除數(shù)b與余數(shù)r進(jìn)行分類。如:當(dāng)除數(shù)為3的時(shí),任何整數(shù)被3除,余數(shù)為0,或者為1,或者為2.這樣我們可以將整數(shù)分為3類:一類余數(shù)為0,一類余數(shù)為1,一類余數(shù)為2,分別表示為:3k,3k+1,3k+2.類似的我們可以推出除數(shù)為4,5,6…的表示方式。當(dāng)除數(shù)為4的時(shí),任何整數(shù)被4除,余數(shù)為0,或者為1,或者為2,或者為3.這樣我們可以將整數(shù)分為4類:一類余數(shù)為0,一類余數(shù)為1,一類余數(shù)為2,一類余數(shù)為3,分別表示為:4k,4k+1,4k+2,4k+3.新知學(xué)習(xí)新知學(xué)習(xí)例一對于任意整數(shù)k,求證:3丨k(k+1)(2k+1).證明當(dāng)除數(shù)為3時(shí),所有整數(shù)可分為3類:3n,3n+1,3n+2.所以我們可以分三種情況來討論:(1)k=3n(n∈Z)時(shí),3丨k,所以3丨k(k+1)(2k+1).(2)k=3n+1(n∈Z)時(shí),2k+1=2(3n+1)+1=6n+3=3(2n+1),因?yàn)?丨2k+1,所以3丨k(k+1)(2k+1).新知學(xué)習(xí)(3)k=3n+2(n∈Z)時(shí),k+1=3n+3=3(n+1),因?yàn)?丨k+1,所以3丨k(k+1)(2k+1).綜上所述,對于任意的整數(shù)k,都有:3丨k(k+1)(2k+1).新知練習(xí)1、除數(shù)為8時(shí),請將所有整數(shù)按8及其余數(shù)分類。分析:除數(shù)為8時(shí),任何整數(shù)被8除,余數(shù)或者為0,或者為1,或者為2,或者為3,或者為4,或者為5,或者為6,或者為7.所以我們可以按8及余數(shù)進(jìn)行分類:一類余數(shù)為0,一類余數(shù)為1,一類余數(shù)為2,…,一類余數(shù)為7.答案:8n,8n+1,8n+2,8n+3,8n+4,8n+5,
8n+6,8n+7.新知練習(xí)2、對于任意的整數(shù)m,求證:6丨m(m2-1).證明當(dāng)除數(shù)為6時(shí),所有整數(shù)可分為6類:6n,6n+1,6n+2,6n+3,6n+4,6n+5.所以我們可以分六種情況來討論:(1)m=6n(n∈Z)時(shí),6丨m,所以6丨m(m2-1).將整式變形可得:m(m2-1)=m(m+1)(m-1).新知練習(xí)(3)m=6n+2(n∈Z)時(shí),m(m2-1)=(6n+2)(m2-1)
=(6n+2)(36n2+24n+3)
=6(3n+1)(12n2+8n+1)所以6丨m(m2-1).(2)m=6n+1(n∈Z)時(shí),m-1=6n+1-1=6n,
所以6丨(m-1),所以6丨m(m2-1).新知練習(xí)(5)m=6n+4(n∈Z)時(shí),m(m2-1)=(6n+4)(m2-1)
=(6n+4)(36n2+48n+15)
=6(3n+2)(12n2+16n+5)所以6丨m(m2-1).(4)m=6n+3(n∈Z)時(shí),m(m2-1)=(6n+3)(m2-1)
=(6n+3)(36n2+36n+8)
=6(2n+1)(18n2+18n+4)所以6丨m(m2-1).新知練習(xí)綜上所述可知,對于任意的整數(shù)m,都有:6丨m(m2-1).(6)m=6n+5(n∈Z)時(shí),m(m2-1)=(6n+5)(m2-1)
=(6n+5)(36n2+60n+24)
=6(6n+5)(6n2+10n+4)所以6丨m(m2-1).謝謝!二進(jìn)制新知學(xué)習(xí)在過去的計(jì)數(shù)和運(yùn)算中,我們常常用到進(jìn)制法。比如說:普通的加減乘除采用的十進(jìn)制,10稱為基數(shù)。時(shí)間的計(jì)數(shù)方法:1時(shí)=60分,1分=60秒,這是六十進(jìn)制,基數(shù)為60.月的計(jì)數(shù)方法:1月=30天,這是三十進(jìn)制,基數(shù)為30.年的計(jì)數(shù)方法:1年=365天,這是三百六十五進(jìn)制,基數(shù)為365.新知學(xué)習(xí)在現(xiàn)代中,計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制來處理各種信息。我們通過經(jīng)驗(yàn)可知:任何數(shù)都可以用0,1,2,…,9這十個(gè)數(shù)字表示,同一數(shù)字再不同的位置上所代表的意義不同,如7777:從個(gè)位開始數(shù),第一個(gè)7代表7×10,即7;0十位上的7代表7×10,即70;1百位上的7代表7×10,即700;2千位上的7代表7×10,即7000.3新知學(xué)習(xí)7777=7×10+7×10+7×10+7×10.3210在二進(jìn)制中,只用兩個(gè)數(shù)字0和1來表示所有的整數(shù),它究竟是如何表示呢?為了區(qū)分十進(jìn)制和二進(jìn)制,我們通常把二進(jìn)制表示的數(shù)a寫成(a),其中a的各個(gè)數(shù)碼都是0和1.2我們知道二進(jìn)制的方法是“逢二進(jìn)一”,可以推斷出(1111)中,每個(gè)“1”的數(shù)學(xué)意義:2個(gè)位上的1代表1×2,即1;0新知學(xué)習(xí)十位上的1代表1×2,即2;1百位上的1代表1×2,即4;2千位上的1代表1×2,即8.3(1111)=1×2+1×2+1×2+1×2
=15.32102所以就有:這樣我們就把二進(jìn)制表示的數(shù)(1111)轉(zhuǎn)化為了十進(jìn)制的數(shù)15.2新知學(xué)習(xí)其實(shí)對于任何一個(gè)二進(jìn)制表示的數(shù)(aa
…a)其中a=0或1,0≤j≤n),則二進(jìn)制的數(shù)都可以表示為十進(jìn)制的數(shù):nn-102,ja.2+a.2+…+a.2+a
.nnn-1n-110利用上述公式,我們可以將所有二進(jìn)制表示的數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制表示的數(shù)。新知學(xué)習(xí)例一、把下列二進(jìn)制表示的數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制表示的數(shù)。(1)(1011)(2)(1101)(3)(1000)(4)(1110)2222分析:我們可以利用公式將二進(jìn)制表示的數(shù)轉(zhuǎn)化
為十進(jìn)制表示的數(shù):a.2+a.2+…+a.2+a
.nnn-1n-110(aa
…a)nn-102=新知學(xué)習(xí)
(2)(1101)=1×2+1×2+0×2+1×2=8+4+0+1=133210(1)(1011)=1×2+0×2+1×2+1×2=8+0+2+1=113210解:新知學(xué)習(xí)
(4)(1110)=1×2+1×2+1×2+0×2=8+4+2+0=143210
(3)(1000)=1×2+0×2+0×2+0×2=8+0+0+0=83210新知學(xué)習(xí)我們?nèi)绾螌⑹M(jìn)制表示的數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制表示的數(shù)呢?以13為例,我們將13表示成二進(jìn)制的形式:(aa
…a)nn-102則有:a.2+a.2+…+a.2+a
.nnn-1n-110=13a.2+a.2+…+a)+a
.nn-1n-1n-210=2(分析可知,a就等于13除以2所得的余數(shù)1.0新知學(xué)習(xí)則表示13除以2所
得的商6.則有:a.2+a.2+…+a=6nn-1n-1n-11a.2+a.2+…+a)+a
nn-2n-1n-3212(=6則表示6除以2所得
的商3.則有:分析可知,a就等于6除以2所得的余數(shù)0.1a.2+a.2+…+ann-2n-1n-32a.2+a.2+…+ann-1n-1n-11新知學(xué)習(xí)a.2+a.2+…+a=3nn-2n-1n-32a.2+a.2+…+a)+a
nn-3n-1n-4322(=3則表示3除以2所
得的商1.則有a=1.a.2+a.2+…+ann-3n-1n-43分析可知,a就等于3除以2所得的余數(shù)1.23(aaaa)32021=(1101)2則13的二進(jìn)制表示:新知學(xué)習(xí)為了形象的表示上述過程,我們可以表示如圖:1362232210………………………………余數(shù)1=a00=a11=a21=a3低位高位新知練習(xí)將十進(jìn)制數(shù)25轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)。解:25122262231………………………………余數(shù)1=a00=a10=a21=a3低位高位20………1=a4(aaaaa)43122=(11001)2則25的二進(jìn)制表示:0謝謝!素?cái)?shù)的判別新知學(xué)習(xí)什么是素?cái)?shù)?定義一個(gè)大于1的正整數(shù),如果它的正因數(shù)只有1和它本身,就叫做素?cái)?shù)。如何判斷一個(gè)正整數(shù)是不是素?cái)?shù)?為了確定251是不是素?cái)?shù),應(yīng)該考察從1到246的所有正整數(shù)能否整除251.但是如此一來過程非常麻煩,我們能否找到簡便方法呢?新知學(xué)習(xí)我們可以這樣思考:如果m是a的因數(shù),那么也一定是a的因數(shù),m與不可能都大于.因此,為了確定a是否為素?cái)?shù),我們只要考察不大于的正整數(shù)能否整除a.從而我們得出結(jié)論:amam只需考察所有不大于的素?cái)?shù)即可。新知學(xué)習(xí)例1判斷251是否為素?cái)?shù)。解:因?yàn)椋?6,我們只需要考察所有小于16的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13能否整除251即可。通過驗(yàn)算之后發(fā)現(xiàn)上述素?cái)?shù)都不能整除251,故251是素?cái)?shù)。新知學(xué)習(xí)例2求出不超過200的所有素?cái)?shù)。解:因?yàn)椋?5,我們只需要找出所有小于15的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13的倍數(shù)即可,除去1以及所有的正合數(shù)即可。通過計(jì)算可知,沒有被刪去的數(shù)共46個(gè),它們是:2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47,53,59,61,67,71,73,79,83,89,97,101,103,107,109,113,127,131,137,139,149,151,157,163,167,173,179,181,191,193,197,199.新知學(xué)習(xí)這樣我們就得到了不超過200的所有的素?cái)?shù)。按照這樣的做法,對于給定的任意整數(shù)N,可以找出不超過N的全部素?cái)?shù)。這種尋找素?cái)?shù)的方法,是希臘時(shí)期埃拉托塞尼(約公元前274-194)發(fā)明的,它好像用篩子篩出素?cái)?shù)一樣,所以通常叫作埃拉托塞尼篩法。新知學(xué)習(xí)練習(xí)1判斷下列各數(shù)是否為素?cái)?shù)。新知練習(xí)(1)249(2)397(3)1361(4)2159解:(1)因?yàn)椋?6,我們只需要考察所有小于15的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13能否整除249即可。通過計(jì)算可知,它們都不能整除249,所以249是素?cái)?shù)。新知練習(xí)(2)因?yàn)椋?0,我們只需要考察所有小于20的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13,17,19能否整除397即可。通過計(jì)算可知,它們都不能整除397,所以397是素?cái)?shù)。新知練習(xí)(3)因?yàn)椋?7,我們只需要考察所有小于37的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31能否整除1361即可。通過計(jì)算可知,它們都不能整除1361,所以1361是素?cái)?shù)。新知練習(xí)(4)因?yàn)椋?7,我們只需要考察所有小于47的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43能否整除2159即可。通過計(jì)算可知,2159÷17=127,所以2459不是素?cái)?shù)。新知練習(xí)練習(xí)2下列哪個(gè)數(shù)是素?cái)?shù)()
A.247B.127C.522D.687B分析:A.因?yàn)椋?6,我們只需要考察所有小于16的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13能否整除127即可。通過計(jì)算可知,247÷13=19,所以247不是素?cái)?shù)。新知練習(xí)C.因?yàn)椋?3,我們只需要考察所有小于23的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13,17,19能否整除522即可。通過計(jì)算可知,522÷3=174,所以522不是素?cái)?shù)。B.因?yàn)椋?2,我們只需要考察所有小于12的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11能否整除127即可。通過計(jì)算可知,它們都不能整除127,所以127是素?cái)?shù)。D.因?yàn)椋?7,我們只需要考察所有小于27的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13,17,19,23能否整除687即可。通過計(jì)算可知,687÷3=229,所以687不是素?cái)?shù)。新知練習(xí)謝謝!素?cái)?shù)的個(gè)數(shù)新知學(xué)習(xí)根據(jù)素?cái)?shù)的定義可知:所有大于2的偶數(shù)都是合數(shù),各位數(shù)之和為3的倍數(shù)的數(shù)是合數(shù),除了5之外,個(gè)位數(shù)字是5的整數(shù)也是合數(shù)……由此可見,合數(shù)的個(gè)數(shù)是無限個(gè)的,那么素?cái)?shù)有多少個(gè)?是有限的么?這是一個(gè)非常有趣的問題,早在公元前約300年時(shí),歐幾里得第一次證明了素?cái)?shù)的個(gè)數(shù)是無窮的。新知學(xué)習(xí)例1證明素?cái)?shù)有無窮多個(gè)。證明用反證法.假設(shè)只有有限多個(gè)素?cái)?shù),不妨設(shè)它們是P1,P2,P3,…Pn,考慮整數(shù):a=P1P2P3…Pn+1.顯然,a是不同于Pi(i=1,2,3,…,n)的整數(shù),所以a為合數(shù),故必存在素?cái)?shù)b丨a.新知學(xué)習(xí)根據(jù)假設(shè)可知:b必等于Pi(i=1,2,3,…,n)中的某一個(gè),不妨設(shè)b=Pn妨設(shè),則有:因此,假設(shè)不正確,即素?cái)?shù)有無窮多個(gè)。Pn丨(P1P2P3…Pn+1),這明顯是不可能的。新知練習(xí)練習(xí)1求不超過120素?cái)?shù)的個(gè)數(shù)。分析:<11,我們只需要找出所有小于11的所有素?cái)?shù):2,3,5,7的倍數(shù)即可,除去1以及所有的正合數(shù)即可。解:2的倍數(shù)有:120÷2=60(個(gè));3的倍數(shù)有:120÷3=40(個(gè));5的倍數(shù)有:120÷5=24(個(gè));7的倍數(shù)有:120÷7=17……1,則有17個(gè);新知練習(xí)2、3的公倍數(shù)有:120÷2÷3=20(個(gè));2、5的公倍數(shù)有:120÷2÷5=12(個(gè));2、7的公倍數(shù)有:120÷2÷7=8……6,則有6個(gè);3、5的公倍數(shù)有:120÷3÷5=8(個(gè));3、7的公倍數(shù)有:新知練習(xí)120÷3÷7=5……15,則有5個(gè);5、7的公倍數(shù)有:120÷5÷7=3……15,則有3個(gè);2、3、5的公倍數(shù)有:120÷2÷3÷5=4(個(gè));2、3、7的公倍數(shù)有:120÷2÷3÷7=2……36,則有2個(gè);新知練習(xí)2、5、7的公倍數(shù)有:3、5、7的公倍數(shù)有:120÷3÷5÷7=1……15,則有1個(gè);120÷2÷5÷7=1……50,則有1個(gè);則有:=120-(60+40+24+17)+(20+12+8+8+5+3)
-(4+2+1+1)=27(個(gè))新知練習(xí)27并非就是不超過120的素?cái)?shù)個(gè)數(shù),因?yàn)檫@里排除了2,3,5,7這四個(gè)數(shù),又包含了“1”這個(gè)非素?cái)?shù)。2,3,5,7這四個(gè)數(shù)本身就是素?cái)?shù)。故所求的不超過120的素?cái)?shù)個(gè)數(shù)為:27+4-1=30故不超過120的素?cái)?shù)個(gè)數(shù)為30個(gè)。新知練習(xí)練習(xí)1利用埃拉托塞尼篩法,寫出101~200內(nèi)所有的素?cái)?shù)。解:因?yàn)椋?5,我們只需要找出所有小于15的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13的倍數(shù)即可,除去不大于100的數(shù)以及所有的正合數(shù)即可。通過計(jì)算可知,沒有被刪去的數(shù)共21個(gè),它們是:101,103,107,109,113,127,131,137,139,149,151,157,163,167,173,179,181,191,193,197,199.新知練習(xí)新知練習(xí)練習(xí)2判別下列各數(shù)是否為素?cái)?shù)。(1)237(2)469(3)1381(4)1193解:(1)因?yàn)椋?6,我們只需要考察所有小于16的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13能否整除237即可。237÷3=79,所以237不是素?cái)?shù)。新知練習(xí)(2)因?yàn)椋?2,我們只需要考察所有小于22的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13,17,19能否整除469即可。通過計(jì)算可知:469÷7=79,所以469不是素?cái)?shù)。新知練習(xí)通過計(jì)算可知,它們都不能整除1381,所以1381是素?cái)?shù)。(3)因?yàn)椋?8,我們只需要考察所有小于38的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,能否整除1381即可。新知練習(xí)通過計(jì)算可知,它們都不能整除1193,所以1193是素?cái)?shù)。(3)因?yàn)椋?5,我們只需要考察所有小于38的所有素?cái)?shù):2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,能否整除1193即可。謝謝!最大公因數(shù)與輾轉(zhuǎn)相除法新知學(xué)習(xí)什么是最大公因數(shù)?我們可以舉例說明,例如24和18,這兩個(gè)整數(shù)的公因數(shù)有1,2,3,6.其中,6是這些書中最大的,稱之為18和24的最大公因數(shù)。最大公因數(shù)如何定義呢?設(shè)a,b是兩個(gè)不全為零的整數(shù),若整數(shù)d是它們所有公因數(shù)中最大的一個(gè),則稱d為它們的最大公因數(shù),記作d=(a,b).新知學(xué)習(xí)在特殊情況下,當(dāng)(m,n)=1時(shí),m,n互素。素?cái)?shù)的一個(gè)數(shù)的性質(zhì),互素是指兩個(gè)數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,并不代表兩個(gè)數(shù)都是素?cái)?shù)。例如(20,21)=1,20與21互素,但是20和21本身都是合數(shù)。對于特殊的整數(shù)0,我們知道:任何整數(shù)(不為零)都是0的因數(shù)。因此對于任何整數(shù)m>0,則(0,m)=m新知學(xué)習(xí)根據(jù)上述定義可知,求兩個(gè)正整數(shù)的最大公數(shù),可以先求出它們所有的公因數(shù),然后確定最大的公因數(shù)。然而當(dāng)兩個(gè)數(shù)非常龐大的時(shí)候,我們該如何求解呢?我們可以證明以下定理:定理1對于三個(gè)不全為零的正整數(shù)a,b,c來說,若a=bq+c,其中q是非零正整數(shù),則a,b與b,c有相同的公因數(shù),且(a,b)=(b,c).新知學(xué)習(xí)證明設(shè)d是a,b的任一公因數(shù),由定義知,d丨a,d丨b.根據(jù)整除的性質(zhì)可知:d丨(a-bq);即d丨c,因?yàn)閐也是b,c的一個(gè)公因數(shù)。同理可證,b,c的任一公因數(shù)也是a,b的公因數(shù)。所以a,b與b,c有相同的公因數(shù),故(a,b)=(b,c)成立。新知學(xué)習(xí)根據(jù)這個(gè)定理,利用帶余除法a=bq+r(0≤r<b),我們可以將最大公因數(shù)問題轉(zhuǎn)化為b與r的最大公因數(shù)問題。下面我們結(jié)合例題進(jìn)行分析。新知學(xué)習(xí)例1求(1564,1123).解:因?yàn)?564=1123×1+441,則有:(1564,1123)=(1123,441).繼續(xù)運(yùn)用定理可知:1123=441×2+241.故:(1123,441)=(441,241).441=241×1+200.故:新知學(xué)習(xí)(441,241)=(241,200).241=200×1+41.故:(241,200)=(200,41).200=41×4+36.故:(200,41)=(41,36).41=36×1+5.故:(41,36)=(36,5).新知學(xué)習(xí)36=5×7+1.故:(36,5)=(5,1)=1.綜上所述可得:(1564,1132)=1.以上方法我們稱為輾轉(zhuǎn)相除法,用這種方法可以巧妙地求出兩個(gè)數(shù)的最大公因數(shù)。新知學(xué)習(xí)定理2對于任意不全為零的兩個(gè)正整數(shù)a,b,必存在整數(shù)s,t,使得(a,b)=sa+tb.例2已知(37,68)=1,利用輾轉(zhuǎn)相除法求出整數(shù)s,t,使得37s+68t=1.解:我們可以運(yùn)用輾轉(zhuǎn)相除法寫出下列式子:68=1×37+3137=31×1+6新知學(xué)習(xí)31=5×6+16=1+5所以1=31-5×6=31-5×(37-31)=6×31-5×37=6×(68-37)-5×37=6×68-11×37由此求得:s=-11,t=6.新知練習(xí)練習(xí)1求(1287,1965).解:因?yàn)?965=1287×1+678,則有:(1965,1287)=(1287,678).繼續(xù)運(yùn)用定理可知:1287=678×1+609.故:(1287,678)=(678,609).678=609×1+69.故:(678,609)=(609,69).609=69×8+57.故:(609,69)=(69,57).69=57×1+12.故:(69,57)=(57,12).57=12×4+9.故:(57,12)=(12,9).新知練習(xí)新知練習(xí)12=9×1+3.故:(12,9)=(9,3)=3.綜上所述可得:(1297,1965)=3.謝謝!算術(shù)基本定理新知學(xué)習(xí)我們知道任意一個(gè)合數(shù)m必有素因數(shù),記為p1,因此,存在整數(shù)q1,使得m=p1q1,其中q1<m.若q1是素?cái)?shù),則m就表示為兩個(gè)素?cái)?shù)的乘積;若q1是合數(shù),則可以繼續(xù)把q1表示為p2q2的形式,其中p2為素?cái)?shù).依次下去……由于m>p1>p2>…>0,因?yàn)檫@個(gè)過程一定會(huì)停止,于是我們可以得到以下算術(shù)基本定理:定理1任一大于1的整數(shù)m能表示成素?cái)?shù)的乘積:m=p1p2…ps,新知學(xué)習(xí)其中pi(1≤i≤s)是素?cái)?shù)。且在不及次序的議一下,表示式是唯一的。例如125=5×25=5×5×5.我們?nèi)绾巫C明定理一的唯一性呢?證明由于pi不計(jì)次序,我么可以設(shè):m=p1p2…ps,p1≤p2≤…≤ps.若還有素?cái)?shù)q1,q2,…,qt,使得m=q1q2…qt,q1≤q2≤…≤qt.則:新知學(xué)習(xí)p1p2…p3=q1q2…qt下面我們首先來證明p1=q1.顯然,p1丨q1q2…qt,必存在qi,使得p1=qi.又因?yàn)閝1≤qi,所以q1≤p1.同理可證:p1≤q1,所以p1=q1.由此可知p2p3…ps=q2q3…qt.同法可得p2=q2,繼續(xù)推斷可得t=s,且pi=qi,i=1,2,…,s.新知學(xué)習(xí)繼而我們可以推出以下結(jié)論:任一大于1的正整數(shù)m=p1p2…ps,a1asa2其中mi(i=1,2,…,s)為正整數(shù),p1,p2,…,ps為素?cái)?shù),且滿足p1<p2<…ps.我們把上式稱為m的標(biāo)準(zhǔn)素因數(shù)分解式。新知學(xué)習(xí)例1把下列合數(shù)分解素因數(shù),并寫出其標(biāo)準(zhǔn)素因數(shù)分解式。(1)160(2)275(3)360(4)500解:(1)160=2×2×2×2×2×5=2×5.(2)275=5×5×11=5×11.52(3)360=2×2×2×3×3×5=2×3×5.32(4)500=2×2×5×5×5=3×5.32新知學(xué)習(xí)例2試求所有小于500,且與500互素的正整數(shù)的個(gè)數(shù)。分析因?yàn)?00=2×2×5×5×5=2×5,所以,與500互素的數(shù),也就是與2,5均互素的數(shù)。32所以,我們只要求出500以內(nèi)2的倍數(shù)、5的倍數(shù)以及10的倍數(shù)即可。解:不大于500的正整數(shù)中,2的倍數(shù)共有500÷2=250個(gè),5的倍數(shù)共有500÷5=100個(gè),10的倍數(shù)有500÷10=50個(gè),所以與500互素的數(shù)的個(gè)數(shù)為:新知學(xué)習(xí)500-(250+100)+50=200個(gè)。一般地,我們用ψ(m)來表示所有小于正整數(shù)m,且與m互素的正整數(shù)的個(gè)數(shù)。例如ψ(500)=200.這是一個(gè)定義在正整數(shù)集合上的函數(shù),通常稱為歐拉函數(shù)。新知練習(xí)練習(xí)1寫出下列各數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)素因數(shù)分解式。(1)350(2)420(3)650(4)780解:(1)350=2×5×5×7=2×5×7.2(2)420=2×2×3×5×7=2×3×5×7.2(3)650=2×5×5×13=2×5×13.2(4)780=2×2×3×5×13=2×3×5×13.2新知練習(xí)練習(xí)2求出5000內(nèi),且與5000互素的數(shù)。解:5000=2×5,所以與5000互素的數(shù)同時(shí)也與2,5互素。342的倍數(shù)有:5000÷2=2500個(gè);5的倍數(shù)有:5000÷5=1000個(gè);新知練習(xí)10的倍數(shù)有:5000÷10=500個(gè);在5000以內(nèi)且與5000互素的數(shù)有:5000-(2500+1000)+500=2000個(gè).新知練習(xí)練習(xí)3計(jì)算。(1)ψ(144)
(2)ψ(108)
(3)ψ(441)
(4)ψ(1225)
解:(1)144=2×3,所以與144互素的數(shù)同時(shí)也與2,3互素。422的倍數(shù)有:144÷2=72個(gè);3的倍數(shù)有:144÷3=48個(gè);6的倍數(shù)有:144÷6=24個(gè);在144以內(nèi)且與144互素的數(shù)有:144-(72+48)+24=48個(gè).新知練習(xí)(2)108=2×3,所以與144互素的數(shù)同時(shí)也與2,3互素。232的倍數(shù)有:108÷2=54個(gè);3的倍數(shù)有:108÷3=36個(gè);新知練習(xí)6的倍數(shù)有:108÷6=18個(gè);在144以內(nèi)且與144互素的數(shù)有:108-(54+36)+18=36個(gè)。(3)441=3×7,所以與441互素的數(shù)同時(shí)也與3,7互素。223的倍數(shù)有:441÷3=147個(gè);新知練習(xí)7的倍數(shù)有:441÷7=63個(gè);21的倍數(shù)有:441÷21=21個(gè);在441以內(nèi)且與441互素的數(shù)有:441-(147+63)+21=252個(gè)。新知練習(xí)(4)1225=5×7,所以與441互素的數(shù)同時(shí)也與5,7互素。225的倍數(shù)有:1225÷5=245個(gè);7的倍數(shù)有:1225÷7=175個(gè);35的倍數(shù)有:1225÷35=35個(gè);在1225以內(nèi)且與1225互素的數(shù)有:1225-(245+175)+35=840個(gè)。新知練習(xí)謝謝!最小公倍數(shù)與算術(shù)基本定理的應(yīng)用新知學(xué)習(xí)對于給定的整數(shù)18和24,我們可以求出它們的公共倍數(shù)有72,144,216,…其中,72是這些數(shù)中的整數(shù),稱之為18和24的最小公倍數(shù)。定義設(shè)a,b是兩個(gè)整數(shù),若整數(shù)d是它們所有公倍數(shù)中最小的一個(gè)正數(shù),則稱d為它們的最小公倍數(shù),記作d=[a,b].根據(jù)最小公倍數(shù)的定義可知:[4,5]=20;新知學(xué)習(xí)[8,9]=72;[12,16]=48;[15,25]=75;根據(jù)上式可知:1、當(dāng)兩個(gè)數(shù)互素(即最大公約數(shù)為1)時(shí),最小公倍數(shù)就等于這兩個(gè)數(shù)的乘積。2、當(dāng)兩個(gè)數(shù)最大公因數(shù)不等于1時(shí),最小公倍數(shù)就不等于這兩個(gè)數(shù)的乘積。新知學(xué)習(xí)兩個(gè)數(shù)的最小公倍數(shù)和最大公約數(shù)之間有怎樣的關(guān)系?我們可以將160和300進(jìn)行探究。160=2×2×2×2×2×5=2×3×5.50300=2×2×3×5×5=2×3×5.21而(160,300)=2×3×5=20;201215[160,300]=2×3×5=2400.12新知學(xué)習(xí)對于公因數(shù)2,在160和300中分別出現(xiàn)了2,2,其中次數(shù)較高的2出現(xiàn)在最小公倍數(shù)2400中,次數(shù)較低的2出現(xiàn)在最大公因數(shù)20中。同樣地,3,5出現(xiàn)在最小公倍數(shù)中,3,5出現(xiàn)在最大公因數(shù)中。25521201這樣我們就可以得出:(160,300)×[160,300]=20×2400=160×300.新知學(xué)習(xí)由上述計(jì)算可知:對于任意兩個(gè)整數(shù)a,b,設(shè)p1,p2,…,ps是a和b的所有素因子,記a=p1p2
…ps素因子,b=p1p2
…ps素因子,其中pi為素?cái)?shù),整數(shù)…、≥0(i=1,2,…,s),則:α1αiβ1α2αsβ2βsβi(a,b)=p1p2
…ps,其中ui=min(,),
i=1,2,…,s;u1u2usαiβi新知學(xué)習(xí)[a,b]=p1p2
…ps,其中vi=max(,),
i=1,2,…,s.u1u2usαiβi這里,min(αi,βi)表示αi,βi中最小的數(shù),max(αi,βi)表示αi,βi中最大的數(shù)。
定理1設(shè)a,b是兩個(gè)正整數(shù),則:由此可得:(a,b)=[a,b]=ab.新知學(xué)習(xí)例1求57和69的最大公因數(shù)和最小公倍數(shù)。解:(57,69)=(57,12)=(12,9)=(9,3)=3.所以,[57,69]=57×69÷3=3933÷3=1311.新知學(xué)習(xí)例2求365和815的最大公因數(shù)和最小公倍數(shù)。解:(365,815)=(365,85)=(85,25)=(25,5)=5.所以,[365,815]=365×815÷5=297475÷5=59495.新知練習(xí)練習(xí)1求下列各組數(shù)的最大公因數(shù)和最小公倍數(shù)。(1)384與447(2)252與556(3)1257與1569(4)1260與3100新知練習(xí)[384,447]=384×447÷3=171648÷3=57216.解:(1)(384,447)=(384,63)=(63,6)=(6,3)=3.新知練習(xí)[252,556]=252×556÷4=140112÷4=35028.(2)(252,556)=(252,52)=(52,44)=(44,8)=(8,4)=4.新知練習(xí)[1257,1569]=1257×1569÷3=1972233÷3=657411.(3)(1257,1569)=(1257,312)=(312,9)=(9,6)=(6,3)=3.新知練習(xí)[1260,3100]=1260×3100÷20=3906000÷20=195300.(4)(1260,3100)=(1260,580)=(580,100)=(100,80)=(80,20)=20.謝謝!不定方程雞翁一,值錢五,雞母一,值錢三,雞雛三,值錢一。百錢買百雞,問雞翁母雛各幾何?”解:設(shè)x,y,z分別表示雞翁、雞母、雞雛的只數(shù),則可列出方程如下:消去z得到方程:這里,方程的個(gè)數(shù)少于未知數(shù)的個(gè)數(shù),在實(shí)數(shù)范圍內(nèi),方程的解有無窮多個(gè)。而我們所關(guān)心的是其有無整數(shù)〔或正整數(shù)〕解,這種方程〔組〕稱為不定方程。思考探究分析:這類問題實(shí)質(zhì)上是“不定方程求正整數(shù)解”的問題,因?yàn)殇伜玫牡匕逯虚g不能出空隙,所以兩種圖形內(nèi)角拼在一起恰好要構(gòu)成360度角,并且磚的塊數(shù)又是正整數(shù)。于是就使幾何拼圖轉(zhuǎn)化成不定方程求正整數(shù)解的問題。A、①②、B、①③、C、②③、D、②④60m+90n=360.思考探究小明家現(xiàn)有邊長相等的正三角形、正方形、正五邊形、正六邊形四種地板磚,要選擇其中兩種用以鋪地板,則下列選擇正確的是()。設(shè)需正三角形地磚m塊,正方形地磚n塊恰好鋪成,則有:A二元一次不定方程的一般形式為:注:該方法對一次項(xiàng)系數(shù)較小的方程比較實(shí)用。知識(shí)梳理二元一次不定方程解的形式和判定:定理1若〔1〕式有整數(shù)解:
則〔1〕式的一切解可以表示為:(2)知識(shí)梳理定理1的證明:證:把〔2〕代入〔1〕,成立,故〔2〕是〔1〕的解。知識(shí)梳理寫出下列方程通解的形式:典例分析定理2即為方程〔1〕的解。知識(shí)梳理求二元一次不定方程整數(shù)解的一般方法先求一個(gè)特殊解,再根據(jù)定理1寫出其通解。對于方程(1),若有解,則可化為:一般地,利用輾轉(zhuǎn)相除法,得到知識(shí)梳理求方程的一個(gè)特殊解。解:用7、4進(jìn)行輾轉(zhuǎn)相除法:典例分析求〔1〕的一切整數(shù)解。原方程可以化為:
先求〔3〕的一個(gè)整數(shù)解。107=37×3-4,37=4×9+1,從而:變式遷移故〔3〕的一個(gè)整數(shù)解是:
〔2〕的一個(gè)整數(shù)解是:
原方程的整數(shù)解為:
變式遷移求二元一次不定方程整數(shù)解的一般方法求的一切整數(shù)解。解:原方程可化為則方程可化為則方程可化為典例分析則方程可化為:
逐步往回代入,可得:
典例分析謝謝欣賞!同余在生活中,我們關(guān)注的常常不是某些整數(shù)本身,而是用這些數(shù)除以某一固定整數(shù)所得的余數(shù),這就是我們今天所學(xué)的數(shù)論中非常重要的一個(gè)概念——同余。自學(xué)導(dǎo)引觀察下面2組除式:探索新知2÷2=1……04÷2=2……06÷2=3……08÷2=4……0……3÷2=1……15÷2=2……17÷2=3……19÷2=4……1……你能發(fā)現(xiàn)什么呢?探索新知2÷2=1……04÷2=2……06÷2=3……08÷2=4……0……3÷2=1……15÷2=2……17÷2=3……19÷2=4……1……1、任意一個(gè)整數(shù)被2除,所得的余數(shù)只有0,1兩種情況。2、每組除式中余數(shù)都相同。3、每組除式中,任意兩個(gè)被除數(shù)的差都能被除數(shù)2整除。……知識(shí)梳理定義給定一正整數(shù)m,把它叫做模。如果用m去除任意兩個(gè)整數(shù)a和b所得余數(shù)相同,則稱a,b為對模m同余,記作ab(modm);若余數(shù)不同,則稱a,b為對模m不同余,記作ab(modm)。同余的概念例如:6-4能被2整除,我們就說6和4對模2同余,記作64(mod2).知識(shí)鞏固2014年9月10日是教師節(jié)30周年,這一天是星期五,那么9月17日是星期幾呢?9月24日呢?我們數(shù)一下就可以得出這幾天都是星期五。這個(gè)現(xiàn)象說明了什么?有什么樣的規(guī)律?知識(shí)鞏固我們用今天所學(xué)的知識(shí)來解釋一下,由于9月17日與9月10日相隔7天,9月24日與9月10日相隔14天,而70(mod7),140(mod7),所以這兩天都是星期五;另一方面,若與9月10日相隔的天數(shù)與0對模7不同余,則這天一定不是星期五。知識(shí)梳理同余是數(shù)論中的一個(gè)非常重要的概念。由以上定義可知道,如果兩個(gè)數(shù)對模m同余,則這兩個(gè)數(shù)被m除所得的余數(shù)相同,即這兩個(gè)數(shù)的差能被m整除:存在一個(gè)整數(shù)k,使得a-b=km,用式子表示為:如果ab(modm),那么a-b=km,即a=km+b.從某個(gè)角度來說,也可認(rèn)為b是a被m除所得的“余數(shù)”,這也反映出同余和帶余除法之間的內(nèi)在聯(lián)系。證明:若m是奇數(shù),則m2≡1(mod8).典例分析證明:因?yàn)閙是奇數(shù),所以可設(shè)m=2k+1, 其中k為整數(shù),所以 m2=(2k+1)2=4k2+4k+1.典例分析因此有:m2-1=4k2+4k=4k(k+1).而對于任何整數(shù)k,k和k+1中一定有一個(gè)為偶數(shù),所以m2-1是8的倍數(shù),即m2≡1(mod8).1、設(shè)a、b、m為整數(shù)(m﹥0),若a和b被m除得的余數(shù)相同,則稱a和b對模m同余,記為a≡b(modm).b≡a(mod10),則b的值可以是()。A.2015B.2012C.2008D.2006變式遷移變式遷移變式遷移變式遷移謝謝欣賞!同余的性質(zhì)知識(shí)梳理在學(xué)習(xí)中,處理一些整數(shù)問題是,余數(shù)會(huì)讓整個(gè)式子看起來復(fù)雜,然而我們運(yùn)用同余符號(hào)后,比整除符號(hào)和除法算式要方便、快捷很多。為了更好的運(yùn)用同余符號(hào),我們首先來學(xué)習(xí)同余的性質(zhì)。知識(shí)梳理由同余的定義可以得到下列性質(zhì):①aa(modm).②若ab(modm),則ba(modm).③若ab(modm),bc(modm),則ac(modm).知識(shí)探究根據(jù)等式的性質(zhì),我們來探究一下同余式的性質(zhì):因?yàn)?=3,5=5,所以3+5=3+5若2≡5(mod3),1≡4(mod3),是否有2+1≡5+4(mod3)知識(shí)探究因?yàn)?=3,5=5,所以3×5=3×5若2≡5(mod3),1≡4(mod3),是否有2+1≡5+4(mod3)知識(shí)探究因?yàn)?=3,所以32=32若2≡5(mod3),1≡4(mod3),是否有2+1≡5+4(mod3)知識(shí)探究右邊方框中問題的答案是肯定的,所以我們能夠得到一下的性質(zhì):④若a≡b(modm),c≡d(modm),則a+c≡b+d(modm).知識(shí)探究求證:若a≡b(modm),c≡d(modm),則a+c≡b+d(modm).證明:由a≡b(modm),c≡d(modm),根據(jù)同余定義可知:m|(a-b),m|(c-d),根據(jù)整除的性質(zhì),有m|[(a-b)+(c-d)],也就是:m|[(a+c)-(b+d)],即:a+c≡b+d(modm).知識(shí)探究同樣的我們還可以證明以下推論:⑤若a≡b(modm),c≡d(modm),
則ac≡bd(modm).知識(shí)探究⑥若a≡b(modm),則a?≡b?(modm).⑦當(dāng)c>0時(shí),若a≡b(modm),則ca≡cb(modm);若ca≡cb(modm),則a≡b(modm).知識(shí)探究因?yàn)?×4=3×4,所以4=4若6×3≡6×8(mod10),是否有3≡8(mod10)右邊方框的結(jié)論是否成立?是否都和等式的性質(zhì)完全一樣呢?若7×3≡7×13(mod10),是否有3≡13(mod10)知識(shí)探究顯然,3≡8(mod10),而3≡13(mod10),也就是說,同余式和等式的性質(zhì)并不是完全相同的。但在一定的條件下,同余式仍然能夠保持“消去律”。即:⑧若ca≡cb(modm),且(c,m)=1,則a≡b(modm).也就是說當(dāng)c,m互素時(shí),同余式兩邊可約去c.知識(shí)探究求證:若ca≡cb(modm),且(c,m)=1,則a≡b(modm).證明:由ca≡cb(modm),可得:m|c(a-b),因?yàn)椋╟,m)=1,根據(jù)整除的性質(zhì)得:m|(a-b),即為:a≡b(modm).知識(shí)探究例如:我們知道21≡9(mod2),而21和9有公約數(shù)3,并且(3,2)=1,所以,可在同余式兩邊同除以3,就得到7≡3(mod2).謝謝欣賞!整除的判斷與棄九法課前練習(xí)將下面數(shù)字填入相應(yīng)的位置:2、1、-6、0、3、45、20、-9、-15、108、-98、17、43能被2整除的:能被3整除的:能被5整除的:2、-6、0、20、108、-98-6、0、3、45、-9、-15、1080、45、20、-15知識(shí)回顧觀察這些數(shù)字我們會(huì)發(fā)現(xiàn):能被5整除的數(shù)的特征:個(gè)位數(shù)是5或0。能被3整除的數(shù)的特征:所有位數(shù)上數(shù)字相加的和是3的倍數(shù)。能被2整除的數(shù)的特征:個(gè)位數(shù)是偶數(shù)。知識(shí)回顧觀察這些數(shù)字我們會(huì)發(fā)現(xiàn):能被5整除的數(shù)的特征:個(gè)位數(shù)是5或0。能被3整除的數(shù)的特征:所有位數(shù)上數(shù)字相加的和是3的倍數(shù)。能被2整除的數(shù)的特征:個(gè)位數(shù)是偶數(shù)。知識(shí)探究我們嘗試用同余的性質(zhì)對整除的判斷作出解釋:以3|237為例:我們知道:237=2×100+3×10+7.因?yàn)?0≡1(mod3),所以30≡3(mod3).因?yàn)?00≡1(mod3),所以200≡2(mod3).根據(jù)同余性質(zhì),可知200+30+7≡2+3+7(mod3).因此我們知道,如果2+3+7能夠被3整除,那么200+30+7就能被3整除,而2+3+7恰好是237的各位數(shù)字之和。典例分析例1.判斷93753能否被9整除。解析:能被9整除的數(shù)的特征是---所有位數(shù)上數(shù)字相加的和是9的倍數(shù);只需要求所有位數(shù)上的數(shù)的和即可。解:因?yàn)?+3+7+5+3=27,27能被9整除,所以93753能被9整除。新知學(xué)習(xí)棄九法:“棄九法”也叫做棄九驗(yàn)算法,利用這種方法可以驗(yàn)算加、減、乘、除計(jì)算的結(jié)果是否錯(cuò)誤。新知學(xué)習(xí)棄九法的原理是:同余原理。如果一個(gè)數(shù)的各個(gè)數(shù)位上的數(shù)字之和能被9整除,那么這個(gè)數(shù)能被9整除;如果一個(gè)數(shù)各個(gè)數(shù)位上的數(shù)字之和被9除余數(shù)是幾,那么這個(gè)數(shù)被9除的余數(shù)也一定是幾。利用這個(gè)性質(zhì)可以迅速地判斷一個(gè)數(shù)能否被9整除或者求出被9除的余數(shù)是幾。新知學(xué)習(xí)例如,3645732這個(gè)數(shù),各個(gè)數(shù)位上的數(shù)字之和為:3+6+4+5+7+3+2=30,30被9除余3,所以3645732這個(gè)數(shù)不能被9整除,且被9除后余數(shù)為3。
但是,當(dāng)一個(gè)數(shù)的數(shù)位較多時(shí),這種計(jì)算麻煩且易錯(cuò)。有沒有更簡便的方法呢?新知學(xué)習(xí)因?yàn)槲覀冎皇桥袛噙@個(gè)式子被9除的余數(shù),所以凡是若干個(gè)數(shù)的和是9時(shí),就把這些數(shù)劃掉,如3+6=9,4+5=9,7+2=9,把這些數(shù)劃掉后,最多只剩下一個(gè)3(如下圖),所以這個(gè)數(shù)除以9的余數(shù)是3。
3645732新知學(xué)習(xí)這種將和為9或9的倍數(shù)的數(shù)字劃掉,用剩下的數(shù)字和求除以9的余數(shù)的方法,叫做棄九法。新知學(xué)習(xí)棄九法就是“逢九必劃,剩幾余幾”。一個(gè)數(shù)被9除的余數(shù)叫做這個(gè)數(shù)的九余數(shù)。新知學(xué)習(xí)利用棄九法可以計(jì)算一個(gè)數(shù)的九余數(shù),還可以檢驗(yàn)四則運(yùn)算的正確性。例2.
求多位數(shù)7645821369815436715除以9的余數(shù)。
分析與解:利用棄九法,將和為9的數(shù)依次劃掉。只剩下7,6,1,5四個(gè)數(shù),這時(shí)口算一下可知,7,6,5的和是9的倍數(shù),又可劃掉,只剩下1。所以這個(gè)多位數(shù)除以9余1。這個(gè)大數(shù)和1對于9同余。典例分析謝謝欣賞!剩余類新知學(xué)習(xí)寺廟有一群和尚,九個(gè)九個(gè)的數(shù),還剩一個(gè);八個(gè)八個(gè)的數(shù),還剩一個(gè);七個(gè)七個(gè)的數(shù),還剩一個(gè),問:這座寺廟至少有多少個(gè)和尚?以上說明,整數(shù)可以有不同的分類方式,下面我們一起來研究剩余類的問題。將和尚的數(shù)量除以九,余數(shù)為一;除以八,余數(shù)為一;除以七,余數(shù)為一。每一個(gè)這樣的集合都稱為是模m的一個(gè)同余類,或模m的剩余類。我們以rmodm表示r所屬的模m的同余類,稱r為所屬的剩余類的代表。新知學(xué)習(xí)對于給定的模m,全體整數(shù)可以按照對模m是否同余分成m個(gè)兩兩不相交的集合,使得在同一個(gè)集合中的任意兩個(gè)整數(shù)對模m一定同余,而屬于不同集合中的兩個(gè)整數(shù)對模m一定不同余。新知學(xué)習(xí)根據(jù)上述定義,我們知道整數(shù)可以分為模2的兩個(gè)剩余類0mod2和1mod2;或分為模3的3個(gè)剩余類0mod3,1mod3,2mod3.我們還可以將整數(shù)按照模4、模5等分為相應(yīng)的剩余類。我們可以為剩余類定義運(yùn)算法則,下面我們給出剩余類的加法和乘法運(yùn)算。新知學(xué)習(xí)我們以模6的剩余類為研究對象進(jìn)行說明:模6的剩余類有:0mod6,1mod6,2mod6,3mod6,4mod6,5mod6.我們從3mod6和4mod6中各選擇一個(gè)元素,例如3和4,那么:3+4≡1(mod6).新知學(xué)習(xí)所以3+4一定屬于1mod6,所以,我們可以定義:3mod6+4mod6=(3+4)mod6.所以有:3mod6+4mod6=1mod6.同理可定義:3mod6×4mod6=(3×4)mod6.新知學(xué)習(xí)根據(jù)同余的性質(zhì)可知:(3×4)mod6=12mod6=0mod6,即:3mod6×4mod6=0mod6.新知學(xué)習(xí)例1根據(jù)剩余類的運(yùn)算定義,計(jì)算:5mod6×4mod6.解根據(jù)剩余類的乘法定義,我們得出:5mod6×4mod6=(5×4)mod6=20mod6.=2mod6.新知學(xué)習(xí)定義若m個(gè)整數(shù),其中任何兩數(shù)都不在同一個(gè)剩余類里,則這m個(gè)整數(shù)叫做m的一個(gè)完全剩余系。例如0,1是模2的一個(gè)完全剩余系;0,4,8是模3的一個(gè)完全系;0,5,10,15是模4的一個(gè)完全剩余系;……0,1,2,…,m-1是模m的一個(gè)完全剩
余系。新知練習(xí)練習(xí)1計(jì)算下列各式。(1)(4mod7+5mod7)×(2mod7)(2)(3mod9+6mod9)×(1mod9)(3)(2mod8+1mod8)×(3mod8)(4)(5mod6+3mod6)×(1mod6)新知練習(xí)解
(1)(4mod7+5mod7)×(2mod7)=(9mod7)×(2mod7)=(2mod7)×(2mod7)=(2×2)mod7=4mod7.
(2)(3mod9+6mod9)×(1mod9)=(0mod9)×(1mod9)=(0×1)mod9=0mod9.新知練習(xí)
(3)(2mod8+1mod8)×(3mod8)=(3mod8)×(3mod8)=(3×3)mod8=1mod8.
(4)(5mod6+3mod6)×(1mod6)=(8mod6)×(1mod6)=(2mod6)×(1mod6)=(2×1)mod6=2mod6.新知練習(xí)練習(xí)2利用剩余類的知識(shí)判斷:n2被5除的余數(shù)可能是什么?并證明你的結(jié)論。解:以模7的剩余類為研究對象,則有:0mod5,1mod5,2mod5,3mod5,4mod5.當(dāng)n=0mod5時(shí),n2=(0mod5)2
=(0×0)mod5
=0mod5.新知練習(xí)當(dāng)n=1mod5時(shí),n2=(1mod5)2
=(1×1)mod5
=1mod5.當(dāng)n=2mod5時(shí),n2=(2mod5)2
=(2×2)mod5
=4mod5.新知練習(xí)當(dāng)n=3mod5時(shí),n2=(3mod5)2
=(3×3)mod5
=4mod5.當(dāng)n=4mod5時(shí),n2=(4mod5)2
=(4×4)mod5
=1mod5.綜上所述,n2除以5的余數(shù)為0,1,4.謝謝!歐拉定理·費(fèi)馬小定理新知學(xué)習(xí)我們知道模6的剩余類為:0mod6,1mod6,2mod6,3mod6,4mod6,5mod6.其中剩余類1mod6,5mod6里的所有數(shù)均與6互素,我們稱這兩個(gè)剩余類為與6互素的剩余類。給定模m,如果模m的一個(gè)剩余類里面的某個(gè)數(shù)與m互素,就把這個(gè)剩余類叫作一個(gè)與模m互素的剩余類。新知學(xué)
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