浅谈“中国剩余定理”在小学数学学习中的运用
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摘 要:小学生经常遇到有关“剩余问题”的题,所以学会这类题的解答方法很有必要。这类问题的解法被称为“中国剩余定理”,也有人称为“韩信点兵”。此类问题的解答是利用两数不能整除,若被除数扩大(或缩小)了几倍,而除数不变,则其商和余数也同时扩大(或缩小)相同的倍数,进而求出每个除数对应的基础数,其次是求三个基础数的和,最后减去三个数的最小公倍数,以此来解答这类问题。
关键词:小学生;剩余定理;学习
在小学生的一些思维拓展训练题中或智力竞赛题中,我们经常遇到有关“剩余问题”的题。下面我们就探究一下这类题的解答方法。
一、
中国剩余定理的由来
“今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”按照今天的话来说:一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求这个数。
这样的问题,也有人称为“韩信点兵”。它形成了一类问题。这类问题的有解条件和解的方法被称为“中国剩余定理”。它是中国古代数学家的一项重大创造,在世界数学史上具有重要的历史地位。
二、 学习两个定理
要明白具体解法,首先需要知道以下两个定理。
定理1:几个数相加,如果存在一个加数,不能被整数a整除,那么它们的和,就不能被整数a整除。
定理2:两数不能整除,若被除数扩大(或缩小)了几倍,而除数不变,则其商和余数也同时扩大(或缩小)相同的倍数。
以上两个定理随便举个例子即可证明!
三、 用剩余定理研究解答此类问题的具体方法
题目:一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求这个数。
1.
求出3、5、7这三个数的最小公倍数。(说明:以下用中括号[ ]来表示最小公倍数)
[3、5、7]=105
2.
求數3、5、7这三个数所对应的基础数。
(1)要找到除以3余2的基础数,就用5和7的最小公倍数3。
[5、7]=35
35÷3=11……2
35正好符合“除以3余2”的条件,所以除以3余2的基础数就是35。
(2)要找到除以5余3的基础数,就用3和7的最小公倍数除以5。
[3、7]=21
21÷5=4……1(余1不符合题意)
根据剩余定理2:
余数、商、被除数同时扩大3倍。
(21×3)÷5=(4×3)……(1×3)
63÷5=12……3(扩大后的余数已符合条件)
这样得到:除以5余3的基础数就是63。
注意:这一步非常重要。把余数1扩大3倍得到3,那么被除数也扩大3倍,商可以不看。
(3)要找到除以7余2的基础数,就用3和5的最小公倍数除以7。
[3、5]=15
15÷7=2……1(余1不符合题意)
(15×2)÷7=(2×2)…(1×2)
30÷7=4……2(扩大后的余数已符合条件)
这样得到:除以7余2的基础数就是30。
3.
把得到的三个基础数加起来。
35+63+30=128(这一步是运用了剩余定理1)
4.
减去3、5、7三个数的最小公倍数105。(在基础数比最小公倍数大的情况下)
128-105=23
那么满足题意的最小的数就是23了。
四、 理解一首诗歌
大家都知道,解这类题时,有下面一首诗歌。而这首诗歌怎么用呢?我们探究一下。
三人同行七十(70)稀,
五树梅花二一(21)枝。
七子团圆正半月(15),
除百零五(105)便得知。
这首诗歌的意思是,一个数除以3、5、7同余“1”符合条件的数分别是70、21、15这三个数。只要记住这三个数,那么有关“一个数除以3、5、7余数是其他数”的题很快能求出答案。
例如上面解答的题目:一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求这个数。
①因为除以3余1的基础数是70,那么除以3余2的基础数就是70×2=140
同理:除以5余3的基础数就是21×3=63
除以7余2的基础数就是:15×2=30
③可以用如下算式解答:
70×2+21×3+15×2
=140+63+30
=233
这个数=233-105×2=23。
所以说,这首诗歌实际上是求“一个数除以3、5、7有余数”这类题的一种简便方法。
五、
我们再举例解答一个除数不是3、5、7的类似问题,你就对“中国剩余定理”问题更清楚了
题目:把几十个苹果,7个7个地数余2个,6个6个地数余4个,4个4个地数则余2个。这堆苹果至少有多少个?
①求7、6、4的最小公倍数=84
②用6、4的最小公倍数24÷7=3……3(不符合)
(24×3)÷7=3×3……3×3(需扩大3倍)
72÷7=10……2(达到符合)
③用7、4的最小公倍数28÷6=4……4(正好符合)
④用7、6的最小公倍数42÷4=10……2(正好符合)
⑤求符合条件的三个基础数的和=72+28+42=142
⑥求这些苹果至少多少个?
142-84=58(个)
从以上例子可以看出,要解决“中国剩余定理”这样的问题,首先是求每个除数对应的基础数,其次是求三个基础数的和,最后是观察三个基础数的和是否小于三个除数的最小公倍数。如大于三个除数的最小公倍数,大于几个最小公倍数,就减去几个,直至小于为最终结果。
参考文献:
[1]李辉.浅析中国剩余定理及其应用[J].豆丁文库.
作者简介:
陈兹中,甘肃省定西市,岷县梅川学区。
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