在古書《孫子算經(jīng)》中有一道題:“今有物不知其數(shù),三三數(shù)之剩二,五五數(shù)之剩三,七七數(shù)之剩二,問物幾何?”意思是:有一堆物品,三個三個數(shù)剩兩個,五個五個數(shù)剩三個,七個七個數(shù)剩兩個。求這堆物品的個數(shù)。我們稱這類問題為孫子問題。類似問題在公務員考試行測中也會考到,考生們也要對其進行全面了解。
一、剩余問題的基礎解法
【例1】 一個數(shù)除以3余2,除以5余3,除以7余2。求滿足條件的最小自然數(shù)。
【解析】這道例題就是《孫子算經(jīng)》中的問題。這個問題有三個條件,一下子不好解答。那么,我們能不能先求出滿足其中一個條件的數(shù),然后再逐步增加條件,達到最終解決問題的目的呢?我們試試看。
滿足“除以3余2”的數(shù),有2,5,8,11,14,17,…
在上面的幾個數(shù)字中再找滿足“除以5余3”的數(shù),這個數(shù)就是8,8是同時滿足“除以3余2”、“除以5余3”兩個條件的數(shù),容易看出,8再加上3與5的公倍數(shù),仍然滿足這兩個條件,所以滿足這兩個條件的數(shù)有
8,23,38,53,68,…
在上面的數(shù)中再找滿足“除以7余2”的數(shù),可以找到23,23是同時滿足“除以3余2”、“除以5余3”、“除以7余2”三個條件的數(shù)。23再加上或減去3,5,7的公倍數(shù),仍然滿足這三個條件,[3,5,7]=105,因為23<105,所以滿足這三個條件的最小自然數(shù)是23。
在例1中,若找到的數(shù)大于[3,5,7],則應當用找到的數(shù)減去[3,5,7]的倍數(shù),使得差小于[3,5,7],這個差即為所求的最小自然數(shù)。
二、剩余問題的特殊情況
(1)余同(余數(shù)相同)加余
【例題2】某校二年級全部共3個班的學生排隊,每排4人,5人或6人,最后一排都只有2人,這個學校二年級有( )名學生。
A.120 B.122 C.121 D.123
【答案】B
【解析】由題意可知該校二年級的學生人數(shù)除以4、5、6均余2,余數(shù)相同,屬于余同,因此該班學生人數(shù)滿足通項公式N=60n+2 ,(n=0,1,2,3……),當n=2時,N=122,選擇B項。
注:n前面的系數(shù)60是取4、5、6三個除數(shù)的最小公倍數(shù)。
(2)和同(除數(shù)和余數(shù)的和相同)加和
【例題3】某個數(shù)除以5余3,除以6余2,除以7余1,求在0至500內(nèi)滿足這樣的自然數(shù)有多少個?
A.3 B.2 C.4 D.5
【答案】A
【解析】此題我們通過觀察會發(fā)現(xiàn)除數(shù)與余數(shù)的和相加均為8,則該自然數(shù)應滿足N=210n+8(n=0,1,2……)因此在0至500以內(nèi)滿足題干條件的自然數(shù)有8,218,428三個數(shù)。
注:n前面的系數(shù)210是取5、6、7三個除數(shù)的最小公倍數(shù)。
(3)差同(除數(shù)與余數(shù)之差相同)減差
【例題4】三位運動員跨臺階,臺階總數(shù)在100-150級之間,第一位運動員每次跨3級臺階,最后一步還剩2級臺階。第二位運動員每次跨4級臺階,最后一步還剩3級臺階。第三位運動員每次跨5級臺階,最后一步還剩4級臺階。問:這些臺階總共有多少級?
A. 119 B. 121 C. 129 D. 131
【答案】A
【解析】通過觀察我們會發(fā)現(xiàn)除數(shù)與余數(shù)的差均為1,因此臺階數(shù)滿足:N=60n-1(n=1,2,3……),可發(fā)現(xiàn)A項滿足該通項公式。
三、剩余問題的特殊情況
用同余特性解題
【例題5】三位數(shù)的自然數(shù)P滿足:除以3余2,除以7余3,除以11余4,則符合條件的自然數(shù)P有多少個?
A.5 B. 4 C. 6 D. 7
【答案】B
【解析】此題不滿足我們前面所講的特殊情況,但是通過觀察我們發(fā)現(xiàn),P滿足除以3余2,除以7余3兩個條件時,在P的基礎上加上4,即(P+4)這個數(shù)一定是能夠被3整除以及被7整除的,因此(P+4)=21n,所以P=21n-4……①,得到的這個通項公式再與除以11余4進行找通項公式。該自然數(shù)P=21n-4=11a+4,等式左邊都是被11除,等式左邊的余數(shù)為10n-4,等式右邊的余數(shù)為4,我們知道一個數(shù)被11除余4,也可以認為這個數(shù)被11除余15,或被11除余26等。根據(jù)同余特性可知,等式左邊的余數(shù)10n-4應與等式右邊的余數(shù)4,15,26等數(shù)值相等。因為n要取整數(shù),所以取10n-4=26可以得到n=3代入①式得到P=59,所求的59這個數(shù)是滿足題干三個條件的最小數(shù),所以,滿足題干三個條件的數(shù)P=231n+59(n=1,2,3……),所以在三位數(shù)以內(nèi)的數(shù)有290,521,752,983四個數(shù)。選擇B項。
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