实数包括有理数和无理数,而有理数包括整数、零和分数。由于解决有关整数问题是我们最为熟悉、也深感困难的问题,常需要灵活的方法和独特的技巧,因而在国内外各种数学竞赛中,涉及整数问题很多。这里除了收集一些与有理数有关的问题外,主要收集与整数有关的问题,比如奇数与偶数、质数与合数、完全平方数、数的整除性与带余除法等。
整数 1 选择 ●●○○○ 奇偶性分析
整数 奇偶性
如果 $a,b,c$ 是三个任意整数,那么 $\dfrac{a+b}{2},\dfrac{b+c}{2},\dfrac{c+a}{2}$
A. 都不是整数B. 至少有两个整数C. 至少有一个整数D. 都是整数任给三个整数中,至少有两个整数同奇或同偶,所以这两个数之和必能被 $2$ 整除。故应选 C 。
2 选择 ●●●○○
整数
已知 $a$ 为整数,关于 $x$ 的方程 $a^2x-20=0$ 的根是质数,且满足 $|ax-7|>a^2$,则 $a$ 等于
A. $2$B. $2$ 或 $5$C. $\pm 2$D. $-2$若 $a=2$,则 $x=5$,$|ax-7|=3<a^2=4$,排除 A、B、C。故应选 D 。
3 选择 ●●●○○
整数
如果 $a,b$ 是质数,且 $a^2-13a+m=0,\ b^2-13b+m=0$,那么 $\dfrac{b}{a}+\dfrac{a}{b}$ 的值为
A. $\dfrac{123}{22}$B. $\dfrac{125}{22}$ 或 $2$C. $\dfrac{125}{22}$D. $\dfrac{123}{22}$ 或 $2$由两式相减得 $(a-b)(a+b-13)=0$。若 $a=b$,则 $\dfrac{b}{a}+\dfrac{a}{b}=2$。若 $a+b=13$,因 $a,b$ 为质数,必有一个为 $2$;设 $a=2,\ b=11$,则 $\dfrac{b}{a}+\dfrac{a}{b}=\dfrac{11}{2}+\dfrac{2}{11}=\dfrac{125}{22}$。故应选 B 。
4 选择 ●●●○○
整数
已知三角形三个内角的度数都是质数,则这三个内角中必定有一个内角等于
A. $2$ 度B. $3$ 度C. $5$ 度D. $7$ 度三角形内角和为 $180$(偶数),质数除 $2$ 外均为奇数。三个奇数之和为奇数,与 $180$ 矛盾,故三角中必有一个角为 $2$ 度。故应选 A 。
5 解答 ●●●○○
整数
在下式的两个方框内填入同样的数字,使等式成立:\[\Box 3 \times 6528 = 8256 \times 3\Box\]
因为 $6528=3\times 2^7\times 17$,$8256=3\times 2^6\times 43$,代入得 $\Box 3 \times 2^7\times 17 = 2^6\times 43 \times 3\Box$,可知方框中的数应为 $4$。故应填 4 。
6 填空 ●●●○○
整数
将 $2,3,4,5,6,7,8,9,10,11$ 这 $10$ 个自然数填到图中 $10$ 个格子里,每个格子只填一个数,使得“田”字形的 $4$ 个格子中所填数字之和都等于 $p$,那么 $p$ 的最大值是 。
设居中两个格子所填之数为 $x$ 与 $y$,则每个中间格被计两次,三个“田”字形的数之总和为 $65+x+y=3p$。由 $x+y\le10+11=21$,得 $3p\le86$,即 $p\le28\tfrac{2}{3}$,故 $p$ 最大整数值为 $28$(此时需 $x+y=19$)。如图②所示的填法验证 $p=28$ 可达。
y x 图① 3 8 5 10 7 11 9 4 2 6 图②
故应填
28 。
7 填空 ●●●○○
整数
如果一个正整数等于它的各位数字之和的 $4$ 倍,那么我们就把这个正整数叫做四合数 。所有四合数的总和等于 。
一位数:$a=4a\Rightarrow a=0$,不存在。二位数:$10a+b=4(a+b)\Rightarrow 2a=b$,得 $(a,b)=(1,2),(2,4),(3,6),(4,8)$,对应四合数为 $12,24,36,48$。三位数:$100a+10b+c=4(a+b+c)\Rightarrow 96a+6b-3c=0$;因 $a\ge1$,无整数解。三位以上同理无解。故所有四合数之和为 $12+24+36+48=\ans{120}$。
8 填空 ●●●○○
整数
有两道算式:
好 + 好 = 妙 妙 × 好好 × 真好 = 妙题题妙
其中每个汉字表示 $0\sim 9$ 中的一个数字,相同汉字表示相同数字,不同汉字表示不同数字。那么,“妙题题妙”所表示的四位数的所有因数的个数是
。
由加法得“好”$<5$,“妙”$\ne 0$。逐一验证“好”$=1,$“妙”$=2$ 与“好”$=4,$“妙”$=8$ 两种情形:情形一:“好”$=1$,“妙”$=2$。乘法式化为 $2\times11\times(\text{真}\times10+1)=2002+\text{题}\times110$,可得“真”$=9$,“题”$=0$,四位数为 $2002$。情形二:“好”$=4$,“妙”$=8$。解方程得“题”$=4=$“好”,矛盾。故“妙题题妙”$=2002=2\times7\times11\times13$,因数个数为 $2^4=\ans{16}$。
9 解答 ●●●○○
整数
$47$ 个不同自然数的和为 $1998$,这 $47$ 个数中最少有多少个偶数?
设有 $b$ 个奇数($b$ 为偶数)。若 $b=46$,则奇数之和至少为 $1+3+\cdots+91=46^2=2116>1998$,矛盾。若 $b=44$,则 $1+3+\cdots+87=44^2=1936$,余 $62$ 由三个偶数(如 $2,4,56$)补足,可行。故偶数最少为 3 个。
10 证明 ●●●○○
整数
$23$ 个不同的正整数的和为 $4845$,问:这 $23$ 个数的最大公约数可能达到的最大值是多少?写出你的结论,并说明理由。
设最大公约数为 $d$,则各数为 $db_1<db_2<\cdots<db_{23}$($b_i$ 两两不同的正整数),故 $4845=d(b_1+\cdots+b_{23})\ge d(1+2+\cdots+23)=276d$,从而 $d\le\dfrac{4845}{276}=17\tfrac{51}{92}$,即 $d\le17$。又 $4845=15\times17\times19$,故 $d=17$ 时令 $b_i=i\,(i=1,\dots,22)$ 且 $b_{23}=32$,验证:$17\times(1+2+\cdots+22+32)=17\times285=4845$。故最大公约数的最大值为 17 。
11 证明 ●●●○○
整数
$1$ 与 $0$ 交替排列,组成下面形式的一串数 $101,\,10101,\,1010101,\,101010101,\dots$ 请你回答,在这串数中有多少个质数?并请证明你的论断。
显然 $101$ 是质数。下面证明,含 $k\ge3$ 个“1”的数 $N$ 均为合数。记 $R_k=\underbrace{11\cdots1}_{k\text{个}1}$,则 $11N=R_{2k}=R_k\cdot(10^k+1)$。当 $k$ 为奇数时:$11\nmid R_k$,故 $11\mid(10^k+1)$,于是 $N=R_k\cdot\dfrac{10^k+1}{11}$ 为合数。当 $k$ 为偶数时:$11\mid R_k$,于是 $N=\dfrac{R_k}{11}\cdot(10^k+1)$ 为合数。故这串数中恰有 1 个质数(即 $101$)。
12 解答 ●●●○○
整数
(1) 请你写出不超过 $30$ 的自然数中的质数之和。(2) 请回答,千位数是 $1$ 的四位偶自然数共有多少个?(3) 一个四位偶自然数的千位数字是 $1$,当它分别被四个不同的质数去除时,余数也都是 $1$,试求出满足这些条件的所有自然数,其中最大的一个是多少?
(1) $2+3+5+7+11+13+17+19+23+29=\ans{129}$。(2) 千位为 $1$ 的四位数共1000个($1000$至$1999$),其中偶数共 500 个。(3) 设四质数 $p_1<p_2<p_3<p_4$ 均为奇质数(若有 $p=2$ 则 $kp_1p_2p_3p_4+1$ 为奇数,矛盾),则 $x=kp_1p_2p_3p_4+1$。由 $x\in[1000,1999]$ 知 $p_1=3,p_2=5,p_3=7$,$p_4$ 依次取 $11,13,17,19$(取 $23$ 超界),对应 $x_1=1156,\ x_2=1366,\ x_3=1786,\ x_4=1996$。其中最大的一个是 1996 。
13 解答 ●●●○○
整数
试问:在 $1,2,3,\dots,2001$ 中最多可以取多少个数,使得所取数中任意三个数之和都能被 $21$ 整除。
设 $a,b,c,d$ 为所取的任意四数,由 $21\mid(a+b+c)$ 与 $21\mid(b+c+d)$ 得 $21\mid(a-d)$;故任意两数之差均为 $21$ 的倍数。所取数形如 $d,d+21,d+42,\dots$,由前三项之和满足条件知 $7\mid d$;为取最多,令 $d=7$。由 $7+21n\le2001$ 得 $n\le94$,共取 95 个数($7,28,49,\dots,1981$)。
14 证明 ●●●○○
整数
将数字 $1,2,3,4,5,6,7,8$ 分别填写到八边形 $ABCDEFGH$ 的 $8$ 个顶点上,并且以 $S_1,S_2,\dots,S_8$ 分别表示 $(A,B,C),\,(B,C,D),\,\dots,\,(H,A,B)$ 共 $8$ 组相邻三顶点上的数字之和。(1) 试给出一个填法,使得 $S_1,S_2,\dots,S_8$ 都大于或等于 $12$;(2) 请证明任何填法均不可能使得 $S_1,S_2,\dots,S_8$ 都大于或等于 $13$。
(1) 如图所示填法:$A=1,B=8,C=3,D=4,E=6,F=2,G=7,H=5$,可验证 $S_1=12,S_2=15,S_3=13,S_4=12,S_5=15,S_6=14,S_7=13,S_8=14$,均 $\ge12$。
(2) 每顶点出现在恰好 $3$ 个组中,故 $S_1+\cdots+S_8=3(1+\cdots+8)=108$。若各组均 $\ge13$,则至多有 $108-104=4$ 组之和 $>13$。由于相邻两组 $(i,j,k)$ 与 $(j,k,l)$ 之和不等(否则 $i=l$,矛盾),故相邻两组交替取 $13$ 和 $14$,但经逐步推导将导致数字重复,矛盾。故任何填法均不能使所有 $S_i\ge13$。
点拨关键
这组问题涉及整数的两种最重要的分类方法——奇偶性与质合性。奇偶性分析法是解此类问题的核心工具;质因数分解则有广泛的应用。填数类问题宜结合试验与估算。完全平方数 15 选择 ●●●○○
完全平方数
下列说法:① 奇正整数总可表示为 $4n+1$ 或 $4n+3$ 的形式,其中 $n$ 是正整数;② 任意一个正整数总可以表示为 $3n$ 或 $3n+1$ 或 $3n+2$ 的形式,其中 $n$ 是非负整数;③ 一个奇正整数的平方总可以表示为 $8n+1$ 的形式,其中 $n$ 是非负整数;④ 任意一个完全平方数总可以表示为 $3n$ 或 $3n+1$ 的形式,其中 $n$ 是非负整数。其中正确说法的个数是
A. $0$B. $2$C. $3$D. $4$①:$n=1,2,3,\dots$ 给出 $5,7,9,\dots$,遗漏 $1,3$,故①错。②正确。③:$(2k+1)^2=4k(k+1)+1$,$k(k+1)$ 为偶数,故 $(2k+1)^2\equiv1\pmod{8}$,正确。④:$(3k)^2=3(3k^2)$,$(3k\pm1)^2=3(\cdots)+1$,故完全平方数 $\equiv0$ 或 $1\pmod{3}$,正确。故应选 C 。
16 选择 ●●●○○
完全平方数
如果对于不小于8的自然数 $n$,当 $3n+1$ 是一个完全平方数时,$n+1$ 都可表示成 $k$ 个完全平方数的和,那么 $k$ 的最小值为 。
A. 1B. 2C. 3D. 4由 $3n+1=a^2$ 知 $3\nmid a$,故 $a=3t\pm1$,从而 $n=3t^2\pm2t$,即 $n+1=t^2+t^2+(t\pm1)^2$。故应选 C 。
17 选择 ●●●○○
完全平方数
设 $n$ 为自然数,$A=\underbrace{44\cdots4}_{2n\text{位}}+\underbrace{44\cdots4}_{n\text{位}}+1$,则 。
A. $A$ 为完全平方数B. $A$ 为7的倍数C. $A$ 恰好有3个约数D. 以上结论都不对计算得 $A_1=49=7^2$,$A_2=4489=67^2$,$A_3=444889=667^2$,一般地 $A_n=(\underbrace{66\cdots6}_{n-1}7)^2$,为完全平方数。但 $A_2$ 不被7整除,$A_3$ 有多于3个因数。故应选 A 。
18 选择 ●●●○○
完全平方数
从1开始的自然数中,把能表示成两个整数的平方差的数从小到大排成一列,则这列数中第1998个数是 。
A. 2664B. 2665C. 2666D. 2667由 $2k+1=(k+1)^2-k^2$ 与 $4k=(k+1)^2-(k-1)^2$,符合条件的数是除 $1,2,4$ 外的所有正整数。从5起四个一组,每组有3个符合条件的数。由 $\dfrac{n}{4}\times3-2=1996$ 得 $n=2664$(第1996个数),$\{2665,2666,2667,2668\}$ 中 $2666=2\times3\times3\times...$,只有 $2666$ 不能表示为平方差。故第1998个数是 2667 。
19 填空 ●●●○○
完全平方数
一个正整数,若分别加上100与168,则可得到两个完全平方数,则这个正整数为 。
设 $n+168=a^2,\ n+100=b^2$,则 $(a+b)(a-b)=68=4\times17$。因 $a+b$ 与 $a-b$ 奇偶性相同,故 $a+b=34,\ a-b=2$,解得 $a=18,\ b=16$,$n=\ans{156}$。
20 填空 ●●●○○
完全平方数
设自然数 $N$ 是完全平方数,$N$ 至少是3位数,它的末2位数字不是00,且去掉此2位数字后,剩下的数还是完全平方数。则 $N$ 的最大值是 。
设 $N=x^2$,末2位组成整数 $y=x^2-100m^2=(x+10m)(x-10m)$,$1\le y\le99$。令 $a=x+10m,\ b=x-10m\ge1$,则 $ab=y\le99$。检验 $m=4,b=1$ 时:$x=41,\ a=81,\ y=81$,$M=16=4^2$,$N=1681$。可验证 $m\le3$ 时 $x\le40<41$。故 $N$ 的最大值为 1681 。
21 填空 ●●●○○
完全平方数
一个三位数是完全平方数,而且它的前2位数除以个位数所得的商也是完全平方数,则这个三位数是 。
逐一检验 $10^2=100$ 至 $31^2=961$,发现仅 $19^2=361$ 满足:$36\div1=36=6^2$。故应填 361 。
22 填空 ●●●○○
完全平方数
设 $N=23x+92y$ 为完全平方数,且 $N$ 不超过2392。则满足上述条件的一切正整数对 $(x,y)$ 共有 对。
$N=23(x+4y)$,因23为素数,$N=23^2m^2$,故 $x+4y=23m^2$,且 $23^2m^2\le2392\Rightarrow m^2\le4$。$m=1$:$x+4y=23$,有 $(x,y)=(19,1),(15,2),(11,3),(7,4),(3,5)$,共5对;$m=2$:$x+4y=92$,有 $(x,y)=(88,1),(84,2),\dots,(4,22)$,共22对。合计 27 对。
23 证明 ●●●○○
完全平方数
设 $N$ 是正整数。如果存在大于1的正整数 $k$,使得 $N-\dfrac{k(k-1)}{2}$ 是 $k$ 的正整数倍,则称 $N$ 为一个“千禧数”。试确定在 $1,2,3,\cdots,2000$ 中“千禧数”的个数,并说明理由。
设 $N-\dfrac{k(k-1)}{2}=km$,则 $2N=k(2m+k-1)$。$k$ 与 $2m+k-1$ 奇偶性不同,故 $2N$ 含大于1的奇因子,即 $N$ 含大于1的奇因子。反之,若 $N$ 有奇因子 $A>1$,令 $2N=AB$(奇偶性不同,$A<B$),则 $N-\dfrac{A(A-1)}{2}=A\cdot\dfrac{B-A+1}{2}$ 为正整数倍,$N$ 是千禧数。因此,$N$ 是千禧数当且仅当 $N$ 有大于1的奇因子。在 $1,\dots,2000$ 中,非千禧数恰为 $1,2,4,\dots,2^{10}$,共11个。故千禧数共 $2000-11=\ans{1989}$ 个。
24 证明 ●●●○○
完全平方数
能够找到这样的四个正整数,使得它们中任两个数的积与2002的和都是完全平方数吗?若能够,请举出一例;若不能够,请说明理由。
不能。 理由如下:因 $2002\equiv2\pmod4$,若 $n_in_j+2002=m^2$,则 $n_in_j\equiv2$ 或 $3\pmod4$。若四数中有两个偶数,则其积 $\equiv0\pmod4$,矛盾。故至多一个偶数,至少三个奇数。三个奇数按 $\pmod4$ 分为余1或余3两类,由鸽巢原理必有两个属于同一类,其积 $\equiv1\pmod4$,与所需的余数 $2$ 或 $3$ 矛盾。故不存在满足条件的四个正整数。
25 证明 ●●●○○
完全平方数
(1) 证明存在非零整数对 $(x,y)$,使代数式 $11x^2+5xy+37y^2$ 的值为完全平方数;(2) 证明存在六个非零整数 $a_1,b_1,c_1,a_2,b_2,c_2$,其中 $\dfrac{a_1}{a_2}\neq\dfrac{b_1}{b_2}$,使得对于任意自然数 $n$,当 $x=a_1n^2+b_1n+c_1$,$y=a_2n^2+b_2n+c_2$ 时,代数式 $11x^2+5xy+37y^2$ 的值都是完全平方数。
(1) 取 $x=1,y=2$:$11+10+148=169=13^2$,为完全平方数。(2) 令 $x_0=t+1,y_0=2t+1$,设 $11x_0^2+5x_0y_0+37y_0^2=(13t+n)^2$,整理得 $(185-26n)t=n^2-53$。令 $x=(185-26n)x_0=n^2-26n+132$,$y=(185-26n)y_0=2n^2-26n+79$,则 $11x^2+5xy+37y^2=(13n^2-185n+689)^2$。取 $a_1=1,b_1=-26,c_1=132$;$a_2=2,b_2=-26,c_2=79$,满足 $\dfrac{a_1}{a_2}=\dfrac{1}{2}\ne\dfrac{-26}{-26}=1=\dfrac{b_1}{b_2}$,满足条件。
26 证明 ●●●○○
完全平方数
如果对一切 $x$ 的整数值,$x$ 的二次三项式 $ax^2+bx+c$ 都是平方数(即整数的平方),证明:
$2a,2b$ 都是整数; $a,b,c$ 都是整数,并且 $c$ 是平方数。 反过来,如果(2)成立,是否对一切 $x$ 的整数值,$ax^2+bx+c$ 的值都是平方数?
令 $x=0$:$c=l^2$(整数)。令 $x=1,-1$:$a+b+c=m^2$,$a-b+c=n^2$,故 $2a=m^2+n^2-2c,\ 2b=m^2-n^2$,均为整数,证(1)。若 $2b$ 为奇数,令 $x=4$:$16a+4b+l^2=h^2$,而 $16a+4b=16a+4\cdot\dfrac{2b-1}{2}\cdot2+2\equiv2\pmod4$,与 $h^2-l^2\equiv0$ 或奇矛盾。故 $2b$ 为偶数,$b$ 为整数,$a=m^2-c-b$ 亦为整数,证(2)。条件(2)成立不足以保证 $ax^2+bx+c$ 恒为平方数。反例:$a=2,b=2,c=4$,$x=1$ 时值为 $8$,非平方数。
整除与带余除法 27 选择 ●●●○○
整除性
$1997^{2000}$ 被 $7$ 除的余数是
A. $1$B. $2$C. $4$D. $6$$1997=7\times285+2$,故 $1997^{2000}\equiv2^{2000}\pmod7$。$2^{2000}=4\cdot8^{666}=4\cdot(7+1)^{666}\equiv4\cdot1^{666}=4\pmod7$。故应选 C 。
28 选择 ●●●○○
整除性
若 $x$ 取整数,则使分式 $\dfrac{6x+3}{2x-1}$ 的值为整数的 $x$ 值有
A. $3$个B. $4$个C. $6$个D. $8$个$\dfrac{6x+3}{2x-1}=3+\dfrac{6}{2x-1}$,故 $2x-1\mid6$。又 $2x-1$ 为奇数,故 $2x-1\in\{\pm1,\pm3\}$,对应 $x=0,1,-1,2$,共 4 个。
29 选择 ●●●○○
整除性
下列四个数中等于 $100$ 个连续自然数之和的是
A. $1627384950$B. $234578910$C. $3579111300$D. $4692581470$$100$ 个连续自然数之和为 $100n+4950$,末两位恒为 $50$。选项中唯有 A 以 $50$ 结尾。故应选 A 。
30 选择 ●●●○○
整除性
若 $\underbrace{20022002\cdots2002}_{n\text{个}2002}15$ 被 $15$ 整除,则 $n$ 的最小值等于
A. $2$B. $3$C. $4$D. $5$末位为5,已被5整除。各位数字之和为 $4n+6$,被3整除需 $3\mid n$,最小取 $n=3$。故应选 B 。
31 选择 ●●●○○
整除性
某校九年级两个毕业班的学生和教师共 $100$ 人一起在台阶上拍毕业照留念,摄影师要将其排列成前多后少的梯形队阵(大于等于 $3$ 排),且要求各排的人数必须是连续的自然数,这样才能使后一排的人均站在前一排两人间的空当处。那么,满足上述要求的排法的方案有
A. $1$B. $2$C. $4$D. $0$设最后一排有 $k$ 人,共 $n\ge3$ 排,则 $n(2k+n-1)=200$,$n$ 与 $2k+n-1$ 奇偶性不同。$n\mid200$ 且 $n<2k+n-1$:枚举得 $n=5$($k=18$)或 $n=8$($k=9$),共 2 种方案。
32 填空 ●●●○○
整除性
一列数 $7^1,7^2,7^3,\dots,7^{2001}$,其中末位数是 $3$ 的有 个。
$7^n$ 的末位数以 $7,9,3,1$ 为周期(周期为4),每周期恰一个末位为3。$2001=4\times500+1$,故末位为3的有 500 个。
33 填空 ●●●○○
整除性
从 $0,1,2,\dots,9$ 这十个数中选出五个组成五位数,使得这个五位数能被 $3,5,7,13$ 整除。这样的五位数中最大的是 。
所求五位数须被 $\mathrm{lcm}(3,5,7,13)=1365$ 整除。最大的五位数倍数自 $73\times1365=99645$ 起逐一检验数码是否两两不同:$99645$(重复),$98280$(重复),$96915$(重复),$95550$(重复),$94185$——五位数码 $9,4,1,8,5$ 两两不同,符合要求。故最大的五位数为 94185 。
34 填空 ●●●○○
整除性
一个正整数除以 $5,7,9$ 及 $11$ 的余数依次为 $1,2,3,4$,则满足上述条件的最小正整数是 。
设所求数为 $x$。由 $11k_1+4=9k_2+3$ 逐步消元:$x\equiv48\pmod{99}$,$x\equiv48\pmod{693}$(再利用 $7$ 的条件),$x=693m-348$,由 $5$ 的条件取 $m=3,\ x=1731$。故应填 1731 。
35 解答 ●●●○○
整除性
求所有满足下列条件的四位数:能被 $111$ 整除,且除得的商等于该四位数的各位数之和。
设 $\overline{abcd}$ 满足条件,则 $111\mid\overline{abcd}$ 且商 $=a+b+c+d$。由整除条件化简得 $11b=a+10c+d$ 及 $8a=c+d$,从而 $11b=9(a+c)$。因 $a\le2$(由 $c+d=8a\le18$):$a=1$ 无整数解;$a=2$ 时 $c=9,b=9,d=7$,得 $\overline{abcd}=\ans{2997}$。
36 解答 ●●●○○
整除性
已知一组两两不等的四位数,它们的最大公约数是 $42$,最小公倍数是 $90090$,问这组四位数最多能有多少个?它们的和是多少?
各数形如 $42x_i$,$23<x_i<239$,且 $[x_1,\dots,x_n]=2145=3\times5\times11\times13$。$x_i$ 须是 $\{3,5,11,13\}$ 的非空子集之积,在 $(23,239)$ 内的:$33,39,55,65,143$(两因子积)与 $165,195$(三因子积),共7个。对应四位数:$1386,\ 1638,\ 2310,\ 2730,\ 6006,\ 6930,\ 8190$。最多 7 个,总和 $42\times695=\ans{29190}$。
37 解答 ●●●○○
整除性
$7$ 位数 $\overline{1287xy6}$ 是 $72$ 的倍数,求出所有符合条件的 $7$ 位数。
$72=8\times9$,需同时被8和9整除。被9整除:$24+x+y\equiv0\pmod9$,故 $x+y=3$ 或 $12$。被8整除:末三位 $\overline{xy6}$ 须被8整除,$\overline{y6}$ 须被4整除,故 $y\in\{1,3,5,7,9\}$。逐一检验:$(y,x)=(1,2),(3,9),(7,5)$ 满足,其余不满足。故符合条件的7位数为 $1287216,\;1287936,\;1287576$ 。
38 解答 ●●●○○
整除性
甲、乙、丙三个数分别是 $312$、$270$、$211$,用自然数 $A$ 分别去除这三个数,除甲所得余数是除乙所得余数的 $2$ 倍,除乙所得余数是除丙所得余数的 $2$ 倍。求这个自然数 $A$。
设余数依次为 $4r,2r,r$。消去 $r$:$2\times270-312=228=Am$,$2\times211-270=152=An$。故 $A\mid\gcd(228,152)=76$,$A\in\{2,4,19,38,76\}$。逐一验证,仅 $A=19$ 使余数满足 $8,4,2$(倍数关系正确)。故 $A=\ans{19}$。
39 证明 ●●●○○
整除性
已知定理:“若三个大于 $3$ 的质数 $a,b,c$ 满足 $2a+5b=c$,则 $a+b+c$ 是整数 $n$ 的倍数”。试问:$n$ 的最大可能值是多少?并证明你的结论。
结论: $n$ 的最大值为 9 。第一步($9\mid a+b+c$):$a+b+c=3(a+2b)$,已被3整除。设 $a,b$ 被3除余 $r_a,r_b$,均非零。若 $r_a\ne r_b$,则 $2a+5b\equiv0\pmod3$,即 $c$ 被3整除,与 $c$ 为大于3的质数矛盾;故 $r_a=r_b$,从而 $a+2b\equiv0\pmod3$,即 $9\mid a+b+c$。第二步($9$ 最优):$2\times11+5\times5=47$,$a+b+c=63=9\times7$;$2\times13+5\times7=61$,$a+b+c=81=9\times9$。$\gcd(63,81)=9$,故 $n$ 不能超过9。
40 解答 ●●●○○
整除性
试写出 $5$ 个自然数,使得其中任意两个数中的较大的一个数可以被这两个数的差整除。
取 $1680,\;1692,\;1694,\;1695,\;1696$。构造过程:先取满足条件的三数 $2,3,4$;再取 $a=\mathrm{lcm}(2,3)=12$ 得四数 $12,14,15,16$;最后取 $b=\mathrm{lcm}(12,14,15,16)=1680$ 得五数 $1680,1692,1694,1695,1696$。验证:任意两数之差整除 $1680$(最小数),而较大数 $=1680+\text{offset}$,offset 之差也能整除对应差值,故较大数均被差整除。
有理数 41 选择 ●●●○○
有理数及其运算
若 $a,b$ 是正数,且满足 $12345=(111+a)\cdot(111-b)$,则 $a$ 与 $b$ 的大小关系是
A. $a>b$B. $a=b$C. $a<b$D. 不能确定$\because 12345=823\times15=(111+712)\cdot(111-96)$,$\therefore a=712,\ b=96,\ a>b$。故应选 A 。
42 选择 ●●●○○
有理数及其运算
用 $\min(a,b)$ 表示 $a,b$ 两数中的较小者,用 $\max(a,b)$ 表示 $a,b$ 两数中的较大者,例如 $\min(3,5)=3,\max(3,5)=5,\min(3,3)=3,\max(5,5)=5$。设 $a,b,c,d$ 是互不相等的自然数,$\min(a,b)=p,\min(c,d)=q,\max(p,q)=x,\max(a,b)=m,\max(c,d)=n,\min(m,n)=y$,则
A. $x>y$B. $x<y$C. $x=y$D. $x>y$ 和 $x<y$ 都有可能取 $a=1,b=2,c=3,d=4$,则 $x=3,y=2,x>y$;取 $a=1,b=3,c=2,d=4$,则 $x=2,y=3,x<y$。故应选 D 。
43 选择 ●●●○○
有理数及其运算
某商场对顾客实行优惠,规定: ① 如一次购物不超过200元,则不予折扣; ② 如一次购物超过200元但不超过500元,按标价给予九折优惠; ③ 如一次购物超过500元的,其中500元按第②条给予优惠,超过500元的部分给予八折优惠。 某人两次去购物,分别付款168元与423元。如果他只去一次购买同样的商品,则应付款是
A. 522.8元B. 510.4元C. 560.4元D. 472.8元根据168与423所在的范围,分析优惠标准。由于 $168<200\times0.9=180$,所以没有经过打折。又 $423<500\times0.9=450$,且大于200,所以是经过9折后的价格。合在一起是 $168+423\div0.9=638>500$,按照③,可得应付款为 $500\times0.9+138\times0.8=560.4$(元)。故应选 C 。
44 填空 ●●●○○
有理数及其运算
今年参加数学竞赛的人数比2000年增加了30%,其中男生增加了20%,女生增加了50%。设今年参加竞赛的总人数为 $a$,其中女生人数为 $b$,则 $\dfrac{b}{a}=$ 。
$\because$ 今年参赛总人数为 $a$,女生人数为 $b$,$\therefore$ 男生人数为 $a-b$。$\therefore$ 去年参赛总人数为 $a/(1+30\%)$,女生人数为 $b/(1+50\%)$,男生人数为 $(a-b)/(1+20\%)$。从而 $\frac{a-b}{1+20\%}+\frac{b}{1+50\%}=\frac{a}{1+30\%}$,即 $\frac{5}{6}\left(1-\frac{b}{a}\right)+\frac{2}{3}\cdot\frac{b}{a}=\frac{10}{13}$,解得 $\dfrac{b}{a}=\dfrac{5}{13}$。故应填 $\dfrac{5}{13}$ 。
45 填空 ●●●○○
有理数及其运算
2001减去它的 $\dfrac12$,再减去剩余数的 $\dfrac13$,再减去剩余数的 $\dfrac14$,……,依此类推,一直到减去剩余数的 $\dfrac1{2001}$,那么最后剩余的数是 。
2001减去它的 $\dfrac12$,得剩余数为 $2001\times\!\left(1-\dfrac12\right)$;再减去剩余数的 $\dfrac13$,得剩余数为 $2001\times\!\left(1-\dfrac12\right)\!\left(1-\dfrac13\right)$;……;由此可知,所求的剩余数为 $2001\times\left(1-\frac12\right)\times\left(1-\frac13\right)\times\cdots\times\left(1-\frac1{2001}\right)=2001\times\frac12\times\frac23\times\frac34\times\cdots\times\frac{2000}{2001}=1$。故应填 1 。
46 填空 ●●●○○
有理数及其运算
《中华人民共和国个人所得税法》规定,公民全月工资、薪金所得不超过800元的部分不必纳税,超过800元的部分为全月应纳税所得额,此项税款按下表分段累进计算:
全月应纳税所得额 税率 不超过500元的部分 5% 超过500元至2000元的部分 10% 超过2000元至5000元的部分 15% $\cdots\cdots$ $\cdots\cdots$
某人一月份应交纳税款30元,则他的当月工资、薪金所得为
元。
工资、薪金在800元至1300元之间,应纳税在0元至25元之间;工资、薪金在1300元至2800元之间,应纳税在25元至175元之间;所以,这个人的工资、薪金在1300元至2800元之间。由于 $500\times5\%=25$(元),$50\times10\%=5$(元)。因此,这个人的工资、薪金为 $800+500+50=1350$(元)。故应填 1350 元。
47 解答 ●●●○○
有理数及其运算
某个学生参加军训,进行打靶训练,必须射击10次,在第6、第7、第8、第9次击中,分别得了9.0环、8.4环、8.1环、9.3环,已知开始5次射击的平均环数小于第6次到第9次这四次射击的平均环数。如果他要使10次射击的平均环数超过8.8环,那么,他在第10次射击中至少要得多少环?(每次射击所得环数都精确到0.1环)
由题设可知,前五次射击的平均环数小于 $\frac{9.0+8.4+8.1+9.3}{4}=8.7$。前五次的总环数至多为 $8.7\times5-0.1=43.4$。前九次总环数至多为 $43.4+9.0+8.4+8.1+9.3=78.2$。所以,第十次射击至少得 $8.8\times10+0.1-78.2=9.9$(环)。故至少要得 9.9 环。
48 填空 ●●●○○
有理数及其运算
某公园门票价格,对达到一定人数的团队,按团体票优惠。现有A、B、C三个旅游团共72人,如果各团单独购票,门票费依次为360元、384元、480元;如果三个团合起来购票,总共可少花72元。
(1) 这三个旅游团各有多少人?
(2) 在下面填写一种票价方案,使其与上述购票情况相符。
普通票 团体票(须满20人) 每人 元 每人 元(或八折优惠)
(1) $360+384+480-72=1152$(元),$1152\div72=16$(元/人),即团体票是每人16元。因为16不能整除360,所以A团未达到优惠人数。若三个团都未达到优惠人数,则人数比为 $360:384:480=15:16:20$,各人数均不是整数,不可能。下面验证三种可能情形:C团独达优惠、B团独达优惠、B与C均达优惠。经计算,前两种均导致矛盾,故B、C两团人数都达到优惠条件:C团有30人,B团有24人,A团有18人。
(2)
普通票 团体票(须满20人) 每人20元 每人16元(或八折优惠)
(团体票人数限制也可是“须超过18人”等。)
49 解答 ●●●○○
有理数及其运算
某商店有A种练习本出售,每本零售价为0.30元,一打(12本)售价为3.00元,买10打以上的,每打还可以按2.70元付款。(1) 初三(1)班共57人,每人需要1本A种练习本,则该班集体去买时,最少需付多少元?(2) 初三年级共227人,每人需要1本A种练习本,则该年级集体去买时最少需付多少元?
(1) 可买5打或4打加9本,前者需付款 $3.00\times5=15.00$(元),后者只需付款 $3.00\times4+0.3\times9=14.70$(元)。故该班集体去买时,最少需支付 14.70 元。(2) 因为 $227=12\times18+11$,所以可买19打或18打加11本,前者需付款 $2.70\times19=51.30$(元),后者需付款 $2.70\times18+0.3\times11=51.90$(元),比前者多付0.60元。故该年级集体去买,最少需支付 51.30 元。
50 解答 ●●●○○
有理数及其运算
将最小的31个自然数分成A、B两组,10在A组中,如果把10从A组移到B组,则A组中各数的算术平均数增加 $\dfrac12$,B组中各数的算术平均数也增加 $\dfrac12$。问A组中原有多少个数?
设A组中有 $k+1$ 个数 $x_0,x_1,\dots,x_k$,其中 $x_0=10$;B组中有 $(30-k)$ 个数 $x_{k+1},\dots,x_{30}$。依题意,得 $\frac{x_1+\cdots+x_k}{k}=\frac{10+x_1+\cdots+x_k}{k+1}+\frac12$,$\frac{10+x_{k+1}+\cdots+x_{30}}{31-k}=\frac{x_{k+1}+\cdots+x_{30}}{30-k}+\frac12$。化简后得 $x_1+\cdots+x_k=\frac{k^2+21k}{2}$,$x_{k+1}+\cdots+x_{30}=\frac{-330+41k-k^2}{2}$。由两式相加得 $-330+62k=972$,解得 $k=21$。故A组中原有 22 个数。