数学竞赛中的数论问题 (习题部分)

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1、数学竞赛中的数论问题第二部分数论题的范例讲解主要讲几个重要类型：奇数与偶数，约数与倍数（素数与合数），平方数，整除，同余，不定方程，数论函数等．重点是通过典型范例来分析解题思路、提炼解题方法和巩固基本内容．一、奇数与偶数整数按照能否被2整除可以分为两类，一类余数为0，称为偶数，一类余数为1，称为奇数．偶数可以表示为，奇数可以表示为或．一般地，整数被正整数去除，按照余数可以分为类，称为模的剩余类，从每类中各取出一个元素，可得模的完全剩余系（剩余类派出的一个代表团），称为模的非负最小完全剩余系.通过数字奇偶性质的分析而获得解题

2、重大进展的技巧，常称作奇偶分析，这种技巧与分类、染色、数字化都有联系，在数学竞赛中有广泛的应用．　关于奇数和偶数，有下面的简单性质：（1）奇数偶数．（2）偶数的个位上是0、2、4、6、8；奇数的个位上是1、3、5、7、9．（3）奇数与偶数是相间排列的；两个连续整数中必是一个奇数一个偶数；．　　（4）奇数个奇数的和是奇数；偶数个奇数的和是偶数；偶数跟奇数的和是奇数；任意多个偶数的和是偶数．（5）除2外所有的正偶数均为合数；（6）相邻偶数的最大公约数为2，最小公倍数为它们乘积的一半．（7）偶数乘以任何整数的积为偶数．（8）两数

3、和与两数差有相同的奇偶性，．（9）乘积为奇数的充分必要条件是各个因数为奇数．（10）个偶数的积是的倍数．（11）的充分必要条件是为偶数，的充分必要条件是为奇数．（12）．（13）任何整数都可以表示为．……例1（1906，匈牙利）假设是的某种排列，证明：如果是奇数，则乘积15是偶数．类似题：例1-1（1986，英国）设是整数，是它们的一个排列，证明是偶数．（中奇数与偶数个数不等）例1-2的前24位数字为，记为该24个数字的任一排列，求证必为偶数．（暗藏中奇数与偶数个数不等）例2能否从中选出个数填入图的圆圈中，使得每两个有线相

4、连的圈中的数相减（大数减小数），所得的14个差恰好为？15例3有一大筐苹果和梨分成若干堆，如果你一定可以找到这样的两堆，其苹果数之和与梨数之和都是偶数，问最少要把这些苹果和梨分成几堆？例4有个数，它们中的每一个要么是，要么是．若，求证．例5个整数，其积为，其和为0，试证．例6在数轴上给定两点1和，在区间内任取个点，在此个点中，每相邻两点连一线段，可得条互不重叠的线段，证明在此条线段中，以一个有理点和一个无理点为端点的线段恰有奇数条．15二、约数与倍数最大公约数与最小公倍数的求法．（1）短除法．（2）分解质因数法．设，．记，

5、则，．（3）辗转相除法．例7（1）求，；（2），．例8正整数分别除以得到的余数依次为，则的最小值为．．例9有两个容器，一个容量为27升，一个容量为15升，如何利用它们从一桶油中倒出6升油来？15例10对每一个，求证存在个互不相同的正整数，使，对任意的成立．例11证明对任意正整数，分数不可约．例12不存在这样的多项式，使得对任意的正整数，都是素数．．15三、平方数若是整数，则就叫做的完全平方数，简称平方数．1．平方数的简单性质（1）平方数的个位数只有6个：．（2）平方数的末两位数只有22个：00，01，21，41，61，81

6、，04，24，44，64，84，25，16，36，56，76，96，09，29，49，69，89．（3）．（４）．（6）凡是不能被3整除的数，平方后被3除余1．（7）在两个相邻整数的平方数之间，不能再有平方数．（8）非零平方数的约数有奇数个．（9）直角三角形的三边均为整数时，我们把满足的整数叫做勾股数．勾股数的公式为其中为正整数，且一奇一偶．这个公式可给出全部素勾股数．2．平方数的证明方法（1）反证法．（2）恒等变形法．（3）分解法．设为平方数，且，，则均为平方数．（4）约数法．证明该数有奇数个约数．3．非平方数的判别方法

7、（1）若，则不是平方数．（2）约数有偶数个的数不是平方数．（3）个位数为2，3，7，8的数不是平方数．（4）同余法：满足下式的数都不是平方数．，，，，15．（5）末两位数不是：00，01，21，41，61，81，04，24，44，64，84，25，16，36，56，76，96，09，29，49，69，89．如个位数与十位数都是都是奇数的数，个位数是6、而十位数是偶数的数．例13有100盏电灯，排成一横行，从左到右，我们给电灯编上号码1，2，…，99，100．每盏灯由一个拉线开关控制着．最初，电灯全是关着的．另外有100个学

8、生，第一个学生走过来，把凡是号码为1的倍数的电灯的开关拉了一下；接着第2个学生走过来，把凡是号码为2的倍数的电灯的开关拉了一下；第3个学生走过来，把凡是号码为3的倍数的电灯的开关拉了一下，如此等等，最后那个学生走过来，把编号能被100整除的电灯的开关拉了一下，这样过去之后，问哪些灯是亮的？例14已知直角