第四节 数的特性
一、约数倍数
1.基本概念
一个数的最大约数是其本身,最小约数是1。若两个数有共同的约数,则这个约数称为它们的公约数,即“公用的约数”。一般来说,两个数的公约数不止一个,但是有限的,我们经常讨论其中最大的一个公约数,称为这两个数的最大公约数。
与公约数类似,两个数共同的倍数,称为公倍数。且这个公倍数不止一个,由于倍数可以无限大,所以我们把其中最小的一个公倍数,称为这两个数的最小公倍数。
2.如何求最大公约数和最小公倍数
(1)质因数分解法
把每个数分别分解质因数,再把各数中的全部公有的质因数提取出来连乘,所得的积就是这几个数的最大公约数。
例如:求24和60的最大公约数。先分解质因数,得24 =2×2×2×3,60 =2×2×3×5,24与60的全部公有的质因数是2、2、3,它们的积是2×2×3 =12,所以,(24、60) =12。
把几个数先分别分解质因数,再把各数中的全部公有的质因数和独有的质因数提取出来连乘,所得的积就是这几个数的最小公倍数。
例如:求6和15的最小公倍数。先分解质因数,得6 =2×3,15 =3×5,6和15的全部公有的质因数是3,6独有的质因数是2,15独有的质因数是5,2×3×5 =30,30里面既包含6的全部质因数2和3,也包含15的全部质因数3和5,且30是6和15的公倍数中最小的一个,所以,[6,15]=30。
(2)短除法
短除法求最大公约数,先用这几个数的公约数连续去除,一直除到所有的商互质为止,然后把所有的除数连乘起来,所得的积就是这几个数的最大公约数。
短除法求最小公倍数,先用这几个数的公约数去除每个数,再用部分数的公约数去除,并把不能整除的数移下来,一直除到所有的商中每两个数都是互质的为止,然后把所有的除数和商连乘起来,所得的积就是这几个数的最小公倍数,例如,求12、18的最大公约数和求12、30、50的最小公倍数。
【例1】如图,街道XYZ在Y处拐弯,XY =1125米,YZ =855米,在街道一侧等距装路灯,要求X,Y,Z处各装一盏路灯,这条街道最少要安装多少盏路灯?( )
A. 47 B. 46 C. 45 D. 44
——2012年安徽省考第68题
【解析】C。需寻找最大公约数。1125和85的最大公约数为45,所以间隔最大为45,需要装(1125+855)÷ 45+1 =45盏。故选C。
【例2】世界石油价格上涨,导致油站供油不足。已知三辆油罐车分别运来吨油,农忙季节农用机车急需用油,为支援生产,把三罐油平均分成若干等份,每份尽可能多,每台农用机车一次凭车牌号领取一份油,则至少可满足( )台农用机车的需求。
A. 125 B. 138 C. 151 D. 163
——2015年深圳市考第50题
【解析】C。需寻找最大公约数。通分得,420、189、448的最大公约数为7,则每份油为吨,三罐油至少可分等份;因此,至少可以满足60+27+64 =151台农用机车的需求。故选C。
技巧点燃
如何求分数的最大公约数?
1.先将各数化成假分数的形式;如5可化成可化成可化成;
2.把各假分数进行通分;和通分之后分别为;
3.通分之后的分母做分母,各分子的最大公约数做分子,形成的分数即为这几个分数的最大公约数如,72做分母,420、189、448的最大公约数为7,7做分子,那么即为这几个分数的最大公约数。
【例3】A、B、C、D四人去羽毛球馆打球,A每隔5天去一次,B每隔11天去一次,C每隔17天去一次,D每隔29天去一次,5月18日,四个人恰好在羽毛球馆相遇,则下一次相遇时间为?( )
A. 9月18日 B. 10月14日 C. 11月14日 D. 12月18日
——2012年安徽省考第69题
【解析】C。需寻找最小公倍数。每隔5天即每6天,同理可知,需求出6、12、18、30的最小公倍数;由短除法可得其最小公倍数为180;因此,下一次相遇应是经过大约6个月,即在11月。故选C。
二、多位数问题
多位数问题,主要有两种考查形式:第一种就是数值的变形,比如说看错数字,或者将数字位次调换;第二种就是页码的问题,从用的数字的个数等来考查分析。对于第一种,我们可以设置未知数,拆分来考虑;对于第二种,就应该采用分类讨论来解答。
【例4】小明和小华计算甲、乙两个不同自然数的积(这两个自然数都比1大)。小明把较大的数字的个位数错看成了一个更大的数字,其计算结果为144,小华却把乘号看成了加号,其计算结果为28。问两个数的差为( )。
A. 16 B. 12 C. 8 D. 4
——2014年四川省考第64题
【解析】A。根据题意,假设这两个数字分别为x、y,且x的数值更大,则有x+ y =28,如果是A选项,那么x =22,y =6,由于小明错误计算之后得到的乘积为144,那么此时其中一个乘数为144÷6 =24,比22大,满足条件。故选A。
【例5】小张练习写数码,从1,2,3…连续写至1000多才停止。写完一数,共写了3201个数码。请问,小张写的最后一个数是多少?( )
A. 1032 B. 1056 C. 1072 D. 1077
——2014年天津市考第8题
【解析】D。根据题意以及选项,最后一个数字必然超过1000,那么在前999个数字里面,共出现9+(99-11+1)×2+(999-100+1)×3 =9+180+2700 =2889个数码,也就意味着四位数的数码有3201-2889 =201+111 =312,所以四位数的数字共有312÷4 =78个,那么最后一个数字就是1077。故选D。
三、余数问题★★★
余数问题的公式:被除数÷除数=商…余数(0≤余数<除数) ;
余数问题恒等式:被除数=除数×商+余数,被除数>余数×商;
同余定理:余同加余,和同加和,差同减差,最小公倍数做周期。在一个被除数有多个除数的情况下:
(1)若余数相同,则被除数为除数的最小公倍数的倍数再加上余数;
(2)若余数和各自除数的和相同,则被除数为除数的最小公倍数的倍数再加上和;
(3)若余数和各自除数的差相同,则被除数为除数的最小公倍数的倍数再减去差。
【例6】两个整数相除,商是5,余数是11,被除数、除数、商及余数的和是99,求被除数是多少?( )
A. 12 B. 41 C. 67 D. 71
——2011年北京事业单位第26题
【解析】D。余数是11,根据余数的范围(0≤余数<除数),我们能够确定除数>11。除数为整数,所以除数≥12,根据余数的基本恒等式:被除数=除数×商+余数≥12×商+余数=12×5+11 =71,因此被除数最小为71。故选D。
【例7】文具店的圆珠笔每支4元,签字笔每支6元,钢笔每支7元。甲、乙、丙三人带的钱数相等且都不超过100元,三人分别购买一种笔。已知甲买完圆珠笔后还剩15元,乙买完签字笔后还剩21元,丙买完钢笔后还剩17元。如果三人的钱相加,最多能买多少支笔?( )
A. 60 B. 65 C. 72 D. 87
——2014年河南省政法干警第41题
【解析】B。假设甲、乙、丙三人带的钱数都为x元(x<100),由题目条件知:“(x-15)是4的整倍数、(x-21)是6的整倍数、(x-17)是7的整倍数”,也可以说“(x-15+12)是4的整倍数、(x-21+18)是6的整倍数、(x-17+14)是7的整倍数”,即(x-3)是4、6、7的公倍数,由同余定理知: x =84n+3。题目求最多能买多少只笔,需让x取最大值,且买的笔单价最低,x最大取87,单价最低的为圆珠笔; 87×3÷4 =65……1,因此,三人的钱相加,最多能买的笔数为65支。故选B。
四、日期问题
日期问题考查的实际上是与我们生活息息相关的常识,涉及年、月、日的各类问题,着重考查大家的分析和推理能力,以及全面考虑问题的能力。
【例8】根据国务院办公厅部分节假日安排的通知,某年8月份有22个工作日,那么当年的8月1日可能是( )。
A.周一或周三 B.周三或周日 C.周一或周四 D.周四或周日
——2013年国考第70题
【解析】D。因8月有31天,而工作日为22天,则休息日为9天。因周六、周日两天是在一起的,而最终休息日为单数,因此要么本月第一天为周日,要么本月最后一天(8月31日)为周六,即8月1日可能是周四,也可能是周日。故选D。
【例9】张先生在某个闰年中的生日是某个月的第四个也是最后一个星期五,他生日的前一个和后一个月正好也只有4个星期五。问当年的六一儿童节是星期几?( )
A.星期一 B.星期三 C.星期五 D.星期日
——2014年下半年联考-河南第43题
【解析】A。一个月至少有4个整周,连续三个月至少有12个整周,即12×7 =84天;由题目可知“连续的三个月内共有12个星期五”,即连续三个月的天数之和扣除84天后,剩下的天数最多只能有6天(这六天分别是星期六、星期日、星期一、星期二、星期三、星期四),即连续三个月天数之和最多只能有90天,符合这一条件的连续三个月只能是2月(闰年,29天)、3月(31天)和4月(30天) ;因此,2月1日为周六,从2月1日到6月1日共29+31+30+31 =121天,121÷7 =17…2,星期六往后推2天,即星期一。故选A。
【例10】甲每工作5天休息周六周日2天,法定节假日如非周六周日也要加班。已知甲某年休息了106天,那么他下一年12月的第一个休息日是___。
A. 12月1日 B. 12月2日 C. 12月3日 D. 12月4日
——2014年上海市考A卷第81题
【解析】A。我们知道一年或为365天或为366天,其中包含52个完整周。在这52个完整周中共可休息104天,而甲在该年休息了106天,说明该年共计366天且最后两天分别为周六、周日,亦即12月30日为周六、12月31日为周日。因此,下一年共365天且12月29日为周六。12月29日前推28天是12月1日,也是周六。因此,甲12月的第一个休息日是12月1日。故选A。
【例11】人们将1/10表示为1月10日,也有人将1/10表示为10月1日,这样一年中就有不少混淆不清的日期了,当然,8/15和15/8只能表示为8月15日,那么一年中像这样不会搞错的日期最多会有多少天?( )
A. 221 B. 222 C. 216 D. 234
——2009年安徽省考第12题
【解析】D。根据题干条件,可知每个月的前12天都是容易搞错的日期,像1月2日和2月1日都可以表示成1/2或者2/1,因此一年12个月共有12×12 = 144天是会搞错的日子,所以不会搞错的日期有365-144 = 221天。到此本题解答完毕,但是仔细想想,本题还有两处被忽略的地方,一是,前12个月中的12个特殊日期(1月1日、2月2日、3月3日……11月11日、12月12日),无论怎么表示都不会搞错;二是,题目问“最多”,那么应该考虑2月29日这一天。因此,正确的结果应该是221+12+1 =234天。故选D。
技巧点燃
若日期问题中涉及“求最多”,则切记考虑闰年的2月29日这一特殊情况。
五、周期问题
若一串事物以T为周期,且A/T = N…a,那么第A项等同于第a项。
【例12】有68个数排成一排,除头尾两个数外,每个数的3倍恰好等于它两边两个数之和。经分析发现,这些数除以6所得的余数以12个数为周期重复出现。已知前两个数是0和1,则该数列最后一个数除以6的余数是( )。
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
——2013年广西事业单位第41题
【解析】D。因为“这些数除以6所得的余数以12个数为周期重复出现”,且68÷12 =5…8,那么最后一个数除以6的余数应与第8个数除以6的余数相同;又因为“每个数的3倍恰好等于它两边两个数之和”,且“已知前两个数为0和1”,则前8个数为0、1、3、8、21、55、144、377。377÷6 =62…5。所以,该数列最后一个数除以6的余数是5。故选D。
【例13】三位采购员定期去某市场采购,小王每隔9天去一次,大刘每隔6天去一次,老杨每隔7天去一次,三人星期二第一次在这里相会,下次相会将在星期几?( )
A.星期一 B.星期五 C.星期二 D.星期四
——2013年黔南州事业单位第40题
【解析】C。最小公倍数和星期问题的综合题。注意题目中的“每隔9天”实际上就是“每10天去一次”。所以下一次相遇的时间,就是10、7、8的最小公倍数的天数对应的星期数。10、7、8的最小公倍数为280,即第280天三人相会,280除以7余0,即下次相会还是星期二。故选C。
【秒杀技巧】本题也可由“大刘每隔6天去一次”推出:大刘总是在每周的同一天去采购,又根据题干,三人首次相会是在星期二,可以推出三人下次相会只可能是星期二,因为大刘总是固定在星期二这天去市场采购。
六、年龄问题
年龄问题的基础知识:
(1)每过N年,每个人都长了N岁;
(2)两个人的年龄差任何时候都是固定不变的;
(3)年龄倍数逐渐减小。
【例14】甲对乙说:当我的岁数是你现在岁数时,你才4岁。乙对甲说:当我的岁数到你现在岁数时,你将有67岁。甲乙现在各有( )。
A. 45岁,26岁 B. 46岁,25岁 C. 47岁,24岁 D. 48岁,23岁
——2013年河南郑州事业单位第44题
【解析】B。设甲现在x岁,乙现在y岁,对题目分析可列下表:
因为两个人的年龄差在任何时候都不变,所以有: x-y = y-4 =67-x,解得x =46,y =25。故选B。
【秒杀技巧】根据我们上面得到的“x-y = y-4 =67-x”,我们可以知道“4,y,x,67”成等差数列,4与67相隔为63,长度为63被y、x平均分成了3段,每段长21,所以y =25,x =46。
【例15】一家四口人的年龄之和为149岁,其中外公年龄、母亲年龄以及两人的年龄之和都是平方数,而父亲7年前的年龄正好是孩子年龄的6倍。问外公年龄上一次是孩子年龄的整数倍是在几年前?( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
——2014年上半年联考-湖北第69题
【解析】D。由于外公年龄、母亲年龄以及两人的年龄之和都是平方数,结合平方数知识点常用勾股数可知,这三个平方数应该是62、82和102,结合常识可知外公的年龄是64岁,母亲年龄是36岁,则父亲和孩子的年龄之和为149-100 =49岁;由于父亲7年前的年龄是孩子年龄的6倍,那么孩子现在的年龄就是(49-14)÷(6+1)+7 =12岁。设外公年龄上一次是孩子年龄的整数倍是在x年前,则应为整数,只有选项D代入之后式子是整数。故选D。