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整除专题基础篇 “刀法四式”

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发表于 2020-5-17 12:17:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
第一次写帖子,水平一般能力有限,大家随便看看,欢迎提出宝贵意见。
提示:“整除专题”比较适合小学四至五年级的小朋友和家长。
---------------闲聊分界线--------------
“不听话”的除法
“加减乘除”里多数人不太喜欢除法。
不仅是因为每次都要小心除数不能为0,还有一个原因是对于所有的整数,加、减、乘三兄弟无论怎么折腾,仍'不忘初心',最终运算结果都是整数,比如:  
12×34+56-78=386
但除法就不一样了,一言不合就除不尽,很多时候还有无穷位的小数部分。5÷2还好点,11÷8也还能接受,17÷7就很不待见了,搞个1234567÷123,多数人只想说:

vuo5s54w1jc.jpg

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不过大家都了解的,数学家,不属于多数人

5jsdd3km1kv.jpg

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对于除法,数学家特别关心的一个问题就是:整除,也就是在什么情况下两个整数做除法刚好除尽,没有余数。
“看人下菜碟”的整除
数学源于生活,数学的很多基本思想也源于生活。
生活里面很重要的一件事情是“吃”,而每个人对于菜品都有不同的喜好。

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整除也一样,不同的除数(人),对被除数(菜)有着完全不同的要求。
因此解决整除问题,我们采用的是数学中经典又有效的“分类”思想,就像吃饭时的“看人下菜碟”
被除数(菜) ÷ 除数(人) = 商
所以能否整除,第一眼看除数,然后再看被除数是否满足某些特定条件。
----------------------说正事分界线-----------------------
这一部分我们介绍四类基本的判别方法:
1.尾数判别法  适用于2、4、8;5、25、125等
2.求和判别法  适用于3、33、9、99等
3.奇偶位差法  适用于11
4.三位截断法  适用于7、11、13
初看这些方法的名字,似乎有些晕,貌似毫无关系,但从方法的角度,他们还是存在共性的,那就是——
切,各种切,甚至有一种方法就叫乱切法
因此遇到整除问题时,大家不要客气,
麻利的掏出40米的大刀,切下去

h03ynr5mr5e.jpg

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当然,只会切还是不够滴
要做到对付整除如砍瓜切菜,还要练好刀法
各位大侠请随我来
整除刀法第一式:切尾巴

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又名:尾数判别法
要义:只看尾巴,其他丢掉
适用:除数为2、5;4、25;8、125……的情况
2和5大家很熟悉,只要被除数最后一位是0、2、4、6、8的,必然可以被2整除;只要最后一位是0或者5的,必然可以被5整除。
那么4呢?很显然不能用上述方法,比如14的最后一位数4能被4整除,但14本身不能被4整除;938的最后一位数能被4整数,但938本身也不能被4整除。
不卖关子,直接上结论:
尾数判别法的规则:

hozin2mabh2.jpg

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规律?很好记!
2,是1个2相乘,看最后1位能否被2整除
4,是2个2相乘,看最后2位能否被4整除
8,是3个2相乘,看最后3位能否被8整除
……
对5、25、125同样适用
5,是1个5相乘,看最后1位能否被5整除
25,是2个5相乘,看最后2位能否被25整除
125,是3个5相乘,看最后3位能否被125整除
【给小朋友的问题1:能被32整除的整数,要看最后几位?||答案5位,因为是32是5个2相乘】
练习1:12131312、7536192、12345678中,哪些数可以被4整除,哪些数可以被8整除?
原因?并不难!
我们以除数为4的情况为例,即证明当一个整数,它的末2位能被4整除的时候,它本身一定能被4整除。
不是很严格的证明如下:
给我们任意一个5位数(其他位数也类似,为了方便,偷个懒,随便证明一种),假设这个数从左到右每个位置上的数分别为A、B、C、D、E,则这个数可以写成
10000×A+1000×B+100×C+10×D+E
的形式,为了看起来清楚,我们加个括号
(10000×A+1000×B+100×C)+(10×D+E)
第一个括号里的式子一定是100的整数倍(想想为什么),而100又等于4×25,所以(10000×A+1000×B+100×C)也一定是4的整数倍,不妨假设为4的M倍,其中M是整数。
第二个括号里的式子,根据证明条件所述,这个5位数的末两位是4的整数倍,也就是说(10×D+E)是4的整数倍,不妨是4的N倍。
回到原来这个5位整数:
(10000×A+1000×B+100×C)+(10×D+E)
其可以表示为
4×M+4×N=4×(M+N)
因此这个5位数是4的M+N倍,由于M+N是整数,所以这个5位数可以被4整除。
同理可证,当一个整数的最后两位能被25整除时,这个整数也能被25整除。
【注意】0可以被任何非0整数整除,比如0可以被4整除(因为0÷4=0,结果0是整数)。3100的最后两位是00,也就是0,0可以被4整除,所以3100能被4整除。
整除刀法第二式:切片儿

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又名:求和判别法
要义:先切片儿,再求和
适用:除数为3、9、99等情况
数学表达:
各位数字之和能被3整除,则这个数能被3整除;
各位数字之和能被9整除,则这个数能被9整除。
例如:3567,先切片儿
3  | 5  | 6  | 7
再求各位数字之和
3+5+6+7=21
21可以被3整除,所以3567也可以被3整除;
但是21不可以被9整除,所以3567不能被9整除。
我们给出被9整除的证明,同样作为小朋友的选学内容。
给定一个五位数(又偷懒了),假设这个数从左到右每个位置上的数分别为A、B、C、D、E,则这个数可以写成
10000×A+1000×B+100×C+10×D+E
把前四项中分别取出1个A,1个B,1个C和1个D,则可以写成
(9999×A+999×B+99×C+9×D)+(A+B+C+D+E)
很明显,前后两部分都是9的整数倍,证毕。
除数是9的OK了,如果是99呢?
把每个位置的数1个1个加起来,
可以判断能否被9整除;
把每个位置的数2个2个加起来,
是不是就可以判断能否被99整除了?
恭喜你,猜对liao!
比如一个6位数,208593,我们从右边2位2位的把它断开:
  20 | 85 | 93   
【注意】中间的是竖线,不是1
然后计算20+85+93,结果是198,而198可以被99整除,因此208593也可以被99整除,验证一下:
                            99×2107=208593
证明过程与前面被9整除的思路类似,不再赘述,有兴趣的可以自己尝试一下(其实本来想写“证明:略”,怕勾起大家小时候痛苦的回忆)。
【注意】采用这种2位断开求和的方法时,必须从右向左,如果左边不足2位,就按实际位数计算,比如5101767这个7位数,断开时应是下面这样:
5 | 90 | 07 | 67
判断5+90+7+67=169,不能被99整除。注意左边第一段,只取5,第二段取90,而第三段的07,只取7。
小结:对于除数为3和9的,可以采用逐位求和法判断被除数是否可以被整除;对于33和99,可以采用2位断开求和法;对于333和999,可以采用3位断开求和法,以此类推。
整除刀法第三式:挑拨离间

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又名:奇偶位差法
要义:逐个切,奇偶分组,求和后作差
适用:除数为11的情况
被11整除的判断方法比除数为3的情况稍稍复杂两点点:
[ol]
  • 要区分奇数位和偶数位
  • 要先求和,再作差[/ol]【注意】
    奇位和偶位指的是数字出现的顺序,而不是数字本身的奇偶性;
    判断是奇数位还是偶数位仍是从右向左数。
    例如:一个7位数1086646,能否被11整除?
    第一步,切割,找到奇数位以及偶数位:
    1 | 0  | 8 | 6  | 6 | 4  | 6
    上面变色并加粗的为奇数位,右边第1位是6、第3位是6、第5位是8、第7位1;没加粗的是偶数位,第2位是4,第4位是6,第6位是0.
    第二步,求和,奇数位和偶数位分别求和
    奇位之和:6+6+8+1=21
    偶位之和:4+6+0=10
    第三步,作差,奇位和与偶位和作差
        奇位和-偶位和=21-10=11
    第四步,验证,用所得差去除以11
    11÷11=1
    可以整除,所以1086646可以被11整除。
    【注意】如果作差结果是0,则根据0可以被任何非零整数整除的特性,认可判断原来的数可以被11整除,比如99132,可以尝试一下。
    手写的证明,大家将就着看一下(小朋友选学内容)

    hs2k5jl02ol.jpg

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    整除刀法第四式:群体挑拨离间

    srdtzyudpow.jpg

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    又名:三位截断法
    要义:每三位一切,再比照挑拨离间操作
    适用:除数为7、11、13的情况
    是滴,你没看错,对11也适用,判断整除的方法通常不是唯一的
    从个位开始,每3位一截,奇数段之和与偶数段之和的差能被7、11或13整除,则这个数就能被7、11或13整除。
    举个比较有意思的例子。
    从3写到14,连起来成为一个17位数,
    34567891011121314
    这个数能不能被7整除?
    第一步:断开,注意是从右向左,每3位一截
    34 | 567 | 891 | 011 | 121 | 314
    与第三种方法类似,奇数段是314、11和567,偶数段是121、891和34
    第二步:求和,奇数段和偶数段分别求和
    奇数段之和:314+11+567=892
    偶数段之和:121+891+34=1046
    第三步:作差,大的减小的
                1046-892=154
    第四步:验证
                 154÷7=22
    这不是巧了不是,
    随手写的34567891011121314居然能被7整除。

    q1mktijsfju.jpg

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    证明思路和手写的第三种方法的证明类似,这次真的要“证明:略”了

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    有的朋友可能会问,为什么这个方法对7、11和13这三个看上去没什么关系的数都适用?
    请拿出计算器算一下:
        7×11×13
    再联想一下为什么这个方法要用三位截断而不是四位或者两位……
    嗯,数学,妙不可言!

    3xuh42wg0ei.jpg

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    刀法练好了,下节咱们出去打怪。
    感谢各位大侠耐着性子读到最后
    不妥之处,敬请指教!
    如有板砖,请轻拍

    tz0cdmo4yme.jpg

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