例 21 191997被7除余幾?
解:從上面的結(jié)論知道,191997被7除的余數(shù)與21997被7除的余數(shù)相同.我們只要考慮一些2的連乘,被7除的余數(shù).
先寫出一列數(shù)
2,2×2=4,2×2×2 =8,
2×2×2×2=16,….
然后逐個用7去除,列一張表,看看有什么規(guī)律.列表如下:
事實上,只要用前一個數(shù)被7除的余數(shù),乘以2,再被7除,就可以得到后一個數(shù)被7除的余數(shù).(為什么?請想一想.)
從表中可以看出,第四個數(shù)與第一個數(shù)的余數(shù)相同,都是2.根據(jù)上面對余數(shù)的計算,就知道,第五個數(shù)與第二個數(shù)余數(shù)相同,……因此,余數(shù)是每隔3個數(shù)循環(huán)一輪.循環(huán)的周期是3.
1997= 3× 665 + 2.
就知道21997被7除的余數(shù),與21997 被 7除的余數(shù)相同,這個余數(shù)是4.
再看一個稍復(fù)雜的例子.
例22 70個數(shù)排成一行,除了兩頭的兩個數(shù)以外,每個數(shù)的三倍都恰好等于它兩邊兩個數(shù)的和.這一行最左邊的幾個數(shù)是這樣的:
0,1,3,8,21,55,….
問:最右邊一個數(shù)(第70個數(shù))被6除余幾?
解:首先要注意到,從第三個數(shù)起,每一個數(shù)都恰好等于前一個數(shù)的3倍減去再前一個數(shù):
3=1×3-0,
8=3×3-1,
21=8×3-3,
55=21×3-8,
……
不過,真的要一個一個地算下去,然后逐個被6去除,那就太麻煩了.能否從前面的余數(shù),算出后面的余數(shù)呢?能!同算出這一行數(shù)的辦法一樣(為什么?),從第三個數(shù)起,余數(shù)的計算辦法如下:
將前一個數(shù)的余數(shù)乘3,減去再前一個數(shù)的余數(shù),然后被6除,所得余數(shù)即是.
用這個辦法,可以逐個算出余數(shù),列表如下:
注意,在算第八個數(shù)的余數(shù)時,要出現(xiàn)0×3-1這在小學(xué)數(shù)學(xué)范圍不允許,因為我們求被6除的余數(shù),所以我們可以 0×3加6再來減 1.
從表中可以看出,第十三、第十四個數(shù)的余數(shù),與第一、第二個數(shù)的余數(shù)對應(yīng)相同,就知道余數(shù)的循環(huán)周期是12.
70 =12×5+10.
因此,第七十個數(shù)被6除的余數(shù),與第十個數(shù)的余數(shù)相同,也就是4.
在一千多年前的《孫子算經(jīng)》中,有這樣一道算術(shù)題:
“今有物不知其數(shù),三三數(shù)之剩二,五五數(shù)之剩三,七七數(shù)之剩二,問物幾何?”按照今天的話來說:
一個數(shù)除以3余2,除以5余3,除以7余2,求這個數(shù).
這樣的問題,也有人稱為“韓信點兵”.它形成了一類問題,也就是初等數(shù)論中解同余式.這類問題的有解條件和解的方法被稱為“中國剩余定理”,這是由中國人首先提出的.目前許多小學(xué)數(shù)學(xué)的課外讀物都喜歡講這類問題,但是它的一般解法決不是小學(xué)生能弄明白的.這里,我們通過兩個例題,對較小的數(shù),介紹一種通俗解法.
例23 有一個數(shù),除以3余2,除以4余1,問這個數(shù)除以12余幾?
解:除以3余2的數(shù)有:
2, 5, 8, 11,14, 17, 20, 23….
它們除以12的余數(shù)是:
2,5,8,11,2,5,8,11,….
除以4余1的數(shù)有:
1, 5, 9, 13, 17, 21, 25, 29,….
它們除以12的余數(shù)是:
1, 5, 9, 1, 5, 9,….
一個數(shù)除以12的余數(shù)是唯一的.上面兩行余數(shù)中,只有5是共同的,因此這個數(shù)除以12的余數(shù)是5.
上面解法中,我們逐個列出被3除余2的整數(shù),又逐個列出被4除余1的整數(shù),然后逐個考慮被12除的余數(shù),找出兩者共同的余數(shù),就是被12除的余數(shù).這樣的列舉的辦法,在考慮的數(shù)不大時,是很有用的,也是同學(xué)們最容易接受的.
如果我們把例23的問題改變一下,不求被12除的余數(shù),而是求這個數(shù).很明顯,滿足條件的數(shù)是很多的,它是
5+ 12×整數(shù),
整數(shù)可以取0,1,2,…,無窮無盡.事實上,我們首先找出5后,注意到12是3與4的最小公倍數(shù),再加上12的整數(shù)倍,就都是滿足條件的數(shù).這樣就是把“除以3余2,除以4余1”兩個條件合并成“除以12余5”一個條件.《孫子算經(jīng)》提出的問題有三個條件,我們可以先把兩個條件合并成一個.然后再與第三個條件合并,就可找到答案.