数论的方法技巧 数论是研究整数性质的一个数学分支,它历史悠久,而且有着强大的生命力。数论问题叙述简明,“很多数论问题可以从经验中归纳出来,并且仅用三言两语就能向一个行外人解释清楚,但要证明它却远非易事”。因而有人说:“用以发现天才,在初等数学中再也没有比数论更好的课程了。任何学生,如能把当今任何一本数论教材中的习题做出,就应当受到鼓励,并劝他将来从事数学方面的工作。”所以在国内外各级各类的数学竞赛中,数论问题总是占有相当大的比重。 小学数学竞赛中的数论问题,常常涉及整数的整除性、带余除法、奇数与偶数、质数与合数、约数与倍数、整数的分解与分拆。主要的结论有: 1.带余除法:若 a,b是两个整数,b>0,则存在两个整数q,r,使得 a=bq+r(0≤r<b), 且q,r是唯一的。 特别地,如果 r=0,那么 a=bq。这时,a被 b整除,记作 b|a,也称 b是a的约数,a是b的倍数。 2.若 a|c,b|c,且a,b互质,则 ab|c。 3.唯一分解定理:每一个大于 1的自然数n都可以写成质数的连乘积,即 其中 p1<p2<„<pk为质数,a1,a2,„,ak为自然数,并且这种表示是唯一的。(1)式称为 n的质因数分解或标准分解。 4.约数个数定理:设 n的标准分解式为(1),则它的正约数个数为: d(n)=(a1+1)(a2+1)„(ak+1)。 5.整数集的离散性:n与 n+1之间不再有其他整数。因此,不等式 x<y与 x≤y-1是等价的。 下面,我们将按解数论题的方法技巧来分类讲解。 一、利用整数的各种表示法 对于某些研究整数本身的特性的问题,若能合理地选择整数的表示形式,则常常有助于问题的解决。这些常用的形式有: 1.十进制表示形式:n=an10n+an-110n-1+„+a0; 2.带余形式:a=bq+r; 4.2的乘方与奇数之积式:n=2mt,其中t为奇数。 例1 红、黄、白和蓝色卡片各 1张,每张上写有1个数字,小明将这4张卡片如下图放置,使它们构成 1个四位数,并计算这个四位数与它的各位数字之和的10倍的差。结果小明发现,无论白色卡片上是什么数字,计算结果都是 1998。问:红、黄、蓝 3张卡片上各是什么数字? 解:设红、黄、白、蓝色卡片上的数字分别是 a3,a2,a1,a0,则这个四位数可以写成 1000a3+100a2+10a1+a0, 它的各位数字之和的10倍是 10(a3+a2+a1+a0)=10a3+10a2+10a1+10a0, 这个四位数与它的各位数字之和的10倍的差是 990a3+90a2-9a0=1998, 110a3+10a2-a0=222。 比较上式等号两边个位、十...