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1、第三章第十一节同余问题093数教黄欢01号在整数除法运算中,被除数与除数可能是整除关系,也可能不是整除关系。而许多问题,只需要知道余数。由此形成了专门研究余数的问题,即同余问题。一、带余除法的定义如果a,b是两个整数,b>0,那么一定有而且只有两个整数q,r使a=bq+r,(0≤r
2、余类共有b个。这样整数就被分成b类。比如,一个整数被2除时的余数只能是0和1,所以整数可分为两类,即余数为0的偶数,记为2k,余数为1的奇数,记为2k+1,其中k为任意整数。一个整数被3除时的余数只能是0和1,2,所以整数可分为三类,即被3整除的一类,记为3k,被3除余1的一类,记为3k+1,被3除余2的一类,记为3k+2,其中k取任意整数。二、同余的概念两个整数a与b除以整数m(m>0),如果余数相同,则称a与b关于模m同余。并用下面的同余式表示a≡b(modm).a≡b(modm)óa=b+km,
3、(k∈N)óm
4、(a-b).同余的概念和记号都是德国数学家高斯在他的名著《算术研究》(1801年)中引进的,是研究数论的重要工具。三、同余的性质1.(反身性)a≡a(modm);2.(对称性)如果a≡b(modm);那么b≡a(modm);3.(传递性)如果a≡b(modm),b≡c(modm),那么a≡c(modm);4.如果a≡b(modm),c≡d(modm),那么a±b≡c±d(modm);5.a+b≡c(modm)当且仅当a≡c-b(modm);6.如果a≡b(modm),c≡d(modm)
5、,那么ac≡bd(modm),an≡bn(modm),(n为正整数),ak≡bk(modm)(k为正整数)。例1从自然数1,2,3,…otherstaffoftheCentre.Duringthewar,ZhuwastransferredbacktoJiangxi,andDirectorofthenewOfficeinJingdezhen,JiangxiCommitteeSecretary.Startingin1939servedasrecorderoftheWestNorthOrganization
6、,SecretaryoftheSpecialCommitteeAfterthevictoryofthelongMarch,hehasbeentheNorthwestOfficeoftheFederationofStateenterprisesMinister,ShenmufuguSARmissions,DirectorofNingxiaCountypartyCommitteeSecretaryandrecorderoftheCountypartyCommitteeSecretary,Ministers
7、and,1000中,最多可取出多少个数使得所取出的数中任意三个数之和能被18整除?【解】设a,b,c,d是所取出的数中的任意4个数,依题意任意三个数之和能被18整除,则a+b+c,a+b+d也能被18整除。设a+b+c=18q1,a+b+d=18q2(q1,q2∈N)相减得c-d=18(q1-q2),所以18
8、(c-d),所以c≡d(modm).由于c,d的任意性,说明所取的每一个数除以18所得的余数均想同。设a=18a1+r,b=18b1+r,c=18c1+r,其中a1,b1,c1∈N,0≤r<18
9、,a+b+c=18(a1+b1+c1)+3r.因为18
10、(a+b+c),所以18
11、(3r),即6
12、r,所以r=0,6,12.因此,需要从1,2,3,…,1000这1000个数中把被18整除的数和被18除余6,余12的数全部取出来。因为1000÷18=55……10所以,最多取出55+1=56个符合要求的数,它们分别是6,24,42,…,996.如果取被18整除的数或被18除余12的数,则只能取出55个.例2证明任意平方数除以8的余数为0,1,或4.(这是平方数的重要特征)【证明】对整数分类讨论:(1)若
13、n=2k+1,k∈N,则n2=(2k+1)2=4k2+4k(k+1)+1.因为k(k+1)为偶数,所以8
14、4k(k+1),所以n2≡1(mod8).(2)若n=2k,k∈N,则n2=4k2.①当k=2t,t∈N时,n2=4k2=4(2t)2=16t2≡0(mod8)②当k=2t+1,t∈N时,n2=4k2=4(2t+1)2=4(4t2+4t+1)=16(t2+t)+4≡4(mod8).所以n2≡0(mod8),或n2≡1(mod8),或n2≡4(mod8