章法数学上海初中数学

代数1-整除与分数 · 第 004

第4讲 整除应用

38 道题6 个知识模块全讲答案解析已开放
本讲全部题目与解析均已通过最终网页检查,可逐题展开,也可打印含解析版。
课前基础
  • 会求最大公因数和最小公倍数
  • 理解余数和整除条件
本讲目标
  1. 把实际条件翻译成因数、倍数或同余关系
  2. 正确处理分组、分割、周期重合和植树端点
  3. 用容斥原理完成整除计数
知识模块 01 · 基础模型

整除条件建模

把人数、分组和平均分配条件翻译为因数与倍数关系。

例题 2随堂练习 1作业 0
本模块知识点
整除的实际应用因数枚举人数范围
解题路径
  1. 设共同的每份量
  2. 把总量写成因数乘积
  3. 结合范围筛选整数解
01
知识讲解定义、性质与方法

整除基础

02
例题教师示范
例题 11教师示范A1-04-001难度 B · 巩固

某班同学在何老师带领下去植树,学生恰好能分成人数相等的 3 组,如果何老师与学生每人植树的棵树一样多,共植了 884 棵,那么每人植树多少棵?(学生为 50 人左右)

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  1. 884 = 2 × 2 × 13 × 17

所以学生人数为 2 × 2 × 13 1 = 51 人,且为 3 的倍数

每人植树 = 884 ÷ ( 51 + 1 ) = 17

例题 10教师示范A1-04-002难度 B · 巩固

⑴ 从冬至之日起每九天(包括冬至当天)分为一段,依次称之为一九,二九, ,九九.的冬至为12月21日,的立春是2月3日,那么立春之日是______九的第_______天.

⑵ 筐内有196个苹果,如果不一次拿出,也不一个一个地拿,要求每次拿出的苹果个数同样多,而且正好拿完,那么拿法共有________种.

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解:⑴ 从12月21日到次年2月3日,按包含12月21日计,共1131345天。每九天为一九,455×9,所以2月3日是五九第9天。

19622×72,共有(21)×(21)9个正因数。排除一次拿完的196和一次拿1个的1,还剩7个可选的每次数量。

答:五九第9天;7种。

03
练习随堂完成
练习 9随堂完成A1-04-012

李老师带学生去种树,学生人数恰好平均分成 3 组,如果老师和学生每人种的棵数一样多,共种 572 棵,那么这个班共有多少学生?每人种多少棵树?(假设学生数不少于 30 人,不多于 60 人)

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解:师生每人种树棵数相同,所以师生总人数是572的因数。5722×2×11×13

学生人数在30到60之间,故师生总人数在31到61之间。此范围内572的因数有44和52;总人数减1须是3的倍数,44143不是3的倍数,不合题意;52151是3的倍数,符合题意。

每人种树572÷5211棵。

答:这个班共有51名学生,每人种11棵树。

知识模块 02 · 解题模型

最大公因数应用

处理等长分割、均匀分组、最大间距和余数反求。

例题 2随堂练习 1作业 3
本模块知识点
最大公因数应用等长分割最大间距同余反求
解题路径
  1. 找需要同时整除的数量
  2. 求最大公因数
  3. 根据题意还原份数或间距
01
知识讲解定义、性质与方法

公因数相关

最大公因数应用题

02
例题教师示范
例题 9教师示范A1-04-003难度 B · 巩固

⑴用 96 朵红花和 72 朵黄花做成花束,如果各束花里红花的朵数相同,黄花的朵数也相同,那么每个花束中至少有________朵花.

⑵长方形的操场,长 120 米,宽 70 米,在四角和四周种上树苗,并使相邻两棵树苗间的距离都相等.问:最远应每隔多少米种一棵?一共需要树苗多少棵?

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解:

  1. ⑴【最大公因数】花束数量为 96 72 的公因数,问每束至少几朵花,则取最大公因数 24

4 3 黄,至少 7

⑵【最大公因数】 ( 120 , 70 ) = 10 米, 120 ÷ 10 = 12 棵, 70 ÷ 10 = 7

最远隔 10 米,共需要 ( 12 + 7 ) × 2 = 38

答:⑴ 每束至少7朵;⑵ 最远每隔10米种一棵,共38棵。

例题 8教师示范A1-04-004难度 C · 综合

已知正整数 a ,用 a 64 的余数是 4 ;用 a 155 的余数是 5 ;用 a 187 的余数是 7 ,求 a 的值.

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  1. 【最大公因数应用】校内考点,注意除和除以的差别,

a 是60,150,180的公因数,且大于余数 7 a = 15 10 30

03
练习随堂完成
练习 8随堂完成A1-04-020

如图所示,有三根小棒,分别长 12 厘米、 16 厘米和 44 厘米,现在要把它们分别截成相等的小段而且没有剩余.那么每段最长多少厘米?

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解:要把三根小棒分别截成相等的小段且没有剩余,每段长度必须同时整除12、16、44,要求最长就取最大公因数。(12,16,44)4

答:每段最长4厘米。

04
作业独立完成
作业 18独立完成A1-04-017

一个数,用它去除 36 1 ,去除 54 4 ,去除 55 恰好整除,请问这个数是几?

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为求 35 50 55 的公因数(且大于余数)

( 35 , 50 , 55 ) = 5 ,只有 5 符合题意

作业 17独立完成A1-04-024

把一个长20厘米,宽16厘米的长方形分割成相同的正方形,最少可以分割成几个?

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( 1 6 , 2 0 ) = 4 所以正方形边长为4厘米,所以共有 1 6 × 2 0 ÷ ( 4 × 4 ) = 2 0 个

作业 16独立完成A1-04-033

有长、宽、高分别为 48 c m 36 c m 24 c m 的长方体,若要将它锯成若干个大小相同的小正方体,问至少能锯成________块.

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解:要锯成大小相同的小正方体且块数最少,小正方体的棱长应取 48、36、24 的最大公因数 12 厘米。沿长可分成 48÷12=4 份,沿宽可分成 36÷12=3 份,沿高可分成 24÷12=2 份,共 4×3×2=24 块。

答:至少能锯成 24 块小正方体。

知识模块 03 · 解题模型

最小公倍数与余数模型

把“每组都多或少相同数量”转化为共同倍数加减固定余数。

例题 2随堂练习 2作业 6
本模块知识点
最小公倍数应用同余问题最小正整数
解题路径
  1. 把余数条件改写成整除条件
  2. 求相关数的最小公倍数
  3. 加减固定余数并检验
01
知识讲解定义、性质与方法

公倍数相关

02
例题教师示范
例题 7教师示范A1-04-005难度 C · 综合

⑴ 有若干个苹果(总数大于6),2个一堆多一个,3个一堆多一个,4个一堆多一个,5个一堆多一个,6个一堆多一个,则这堆苹果最少有________个.

⑵有一个小于 100 的正整数除以 2 1 ,除以 3 1 ,除以 4 1 ,除以 5 1 ,除以 6 1 ,则所有可能的正整数为________.

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解:

⑵有一个小于 1 0 0 的正整数除以 2 余 1 ,除以 3 余 1 ,除以 4 余 1 ,除以 5 余 1 ,除以 6 余 1 ,则这个正整数为________.

  1. 【最小公倍数-同余】 因为2、3、4、5、6的最小公倍数是60,所以 61

【最小公倍数-同余】 1 61

答:⑴ 61个;⑵ 1或61。

例题 6教师示范A1-04-006难度 C · 综合

⑴ 一筐苹果,如果按5个一堆放,最后多出3个.如果按6个一堆放,最后多出4个.如果按7个一堆放,还多出5个.这筐苹果至少有________个.

⑵ 有一筐橘子, 7 个一数还多 4 个, 5 个一数又少 3 个, 3 个一数恰好数完,这筐橘子至少有_____个.

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解:

  1. 【最小公倍数-同补】5,6,7的最小公倍数为 210 ,所以最少为 208

【最小公倍数-同补】橘子个数加 3 恰好为 3 5 7 的公倍数,又 [ 3 , 5 , 7 ] = 105 ,所以至少有 105 3 = 102

答:⑴ 208个;⑵ 102个。

03
练习随堂完成
练习 7随堂完成A1-04-014

某中学六年级参加市“中国梦▪我的梦”朗读比赛.排队时要各队人数相同,如果排成 3 队就多 1 人,如果排成 5 队也多 1 人,如果排成 7 队同样也多 1 人.这所中学六年级至少有多少个学生?

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[ 3 , 5 , 7 ] = 105 105 + 1 = 106

练习 6随堂完成A1-04-021

某学校同学参加“中国梦▪我的梦”体操表演,要求除了领操的 2 人外,其余同学既能平均分成 6 组,又能平均分成 8 组,进行队形变换,这个学校至少有多少人参加“中国梦▪我的梦”体操表演?

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[ 6 , 8 ] = 2 4 , 2 4 + 2 = 2 6 人

04
作业独立完成
作业 15独立完成A1-04-018

一个两位数,除以 5 3 ,除以 6 4 ,除以 9 7 ,求这个数.

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解:除以5余3、除以6余4、除以9余7,余数都比除数少2,所以这个数加2后能同时被5、6、9整除。[5,6,9]90

这个两位数为90288

答:这个数是88。

作业 14独立完成A1-04-025

除以89都余1的所有3位数之和是 (    )

A.6492 B.6565 C.7501 D.7574

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解:除以8和9都余1的数,减去1后是8和9的公倍数。[8,9]72,故符合条件的数为73、145、217、…,其中三位数从72×21145起,到72×131937止,共12个。

它们的和为(145937)×12÷26492

答:选A,和为6492。

作业 13独立完成A1-04-026

一个不大于 200 的自然数除以 3 1 ,除以 4 1 ,除以 8 1 ,除以 14 1 ,则这个自然数是多少?

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解:这个自然数减1后能同时被3、4、8、14整除,而[3,4,8,14]168,所以这个数是168的倍数加1。

不大于200时,符合条件的为1和1681169

答:这个自然数是1或169。

作业 12独立完成A1-04-028

一个四位数除以 10 9 ,除以 9 8 ,除以 8 7 ,除以 7 6 ,除以 6 5 ,除以 5 4 ,除以 4 3 ,除以 3 2 ,除以 2 1 ,则这个数最小可能是多少?

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解:除以10余9、除以9余8、…、除以2余1,余数都比除数少1,所以这个数加1后能同时被2到10整除。[2,3,4,5,6,7,8,9,10]2520

最小的四位数加1等于2520,故这个数为252012519

答:这个数最小是2519。

作业 11独立完成A1-04-029

在不大于2003的自然数中,既能被2除余1,又能被3除余1的数共有 (    ) 个.

A.333个 B.334个 C.335个 D.336

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解:同时除以2、3都余1,等价于除以6余1。所有符合条件的数为1、7、13、…、1999。

项数为(19991)÷61334

答:选B,334个。

作业 10独立完成A1-04-031

有一个三位数,被9除余7,被7除余5,被3除余1,这个数的最小值是____________.

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解:被 9 除余 7、被 7 除余 5、被 3 除余 1,余数都比除数少 2,因此这个数加上 2 就能同时被 9、7、3 整除。9、7、3 的最小公倍数是 9×7=63,所以这个三位数是 63 的倍数减 2。不小于 100 的最小值为 63×22=124。检验:124÷9=13⋯⋯7124÷7=17⋯⋯5124÷3=41⋯⋯1

答:这个数的最小值是 124。

知识模块 04 · 应用模型

周期重合与植树模型

统一处理重新植树、跑道彩旗、脚印重合和周期事件再次同时发生。

例题 4随堂练习 4作业 5
本模块知识点
周期重合植树问题环形问题脚印模型
解题路径
  1. 确定各自周期
  2. 用最小公倍数求重合周期
  3. 根据直线或环形端点规则计数
01
例题教师示范
例题 5教师示范A1-04-007难度 B · 巩固

小林和小红在长为 200 米的小路的一边种树,小林在小路的一端开始,每隔 4 米种一棵,小红从小路另一端开始,每隔 10 米种一棵,问他们一共种了多少棵树?

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  1. 【最小公倍数-二元容斥-直线型(单边)】

200 ÷ 4 = 50 200 ÷ 10 = 20 [ 4 , 10 ] = 20 200 ÷ 20 = 10

∴共植树 ( 50 + 1 ) + ( 20 + 1 ) ( 10 + 1 ) = 61

例题 4教师示范A1-04-008难度 C · 综合

在植树节,小朋友们沿着长为 400 米的马路两边种树,大家先从路的一端开始,在马路的两旁挖坑,每隔 15 米挖一个坑.等坑全部挖好开始种树时,发现相邻两棵树之间的距离太远,于是改成每隔 10 米种一棵树,那么在开始挖好的坑里,有多少个最后是空着的?

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解:原来每边的坑位为0、15、30、…、390米,共27个,两边共54个。

改为每10米种树后,原坑中仍被使用的位置是15和10的公倍数位置,即0、30、60、…、390米,每边14个,两边共28个。

答:最后空着542826个原坑。

例题 3教师示范A1-04-009难度 C · 综合

一个400米的环形跑道,原来每隔5米插有一面彩旗,现在需要改成每隔8米插一面彩旗,不需要拔掉的彩旗有几面?

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  1. 【最小公倍数-二元容斥-环形】

[ 5 , 8 ] = 40 ,所以每隔40米有一面旗不需要拔,所以 400 ÷ 40 = 10

例题 2教师示范A1-04-010难度 D · 提升

大雪过后的一天,小明和爸爸共同测一个圆形花园的周长.他俩的起点和走道方向完全相同,小明的两脚印之间的距离为 54 厘米,爸爸两脚印之间的距离为 72 厘米(忽略脚印的大小),由于脚印有重合,并且他们走了一圈后又回到了起点,这时雪地上只留下 60 个脚印,这个花园的周长为多少米?

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  1. 【最小公倍数-二元容斥-环形】

法一: [ 54 , 72 ] = 216 ,每 216 c m ,小明脚印增加 4 个,爸爸脚印增加 3 个,但两人重复一个脚印,故每 216 c m ,脚印增加 6 个. 60 ÷ 6 = 10 ,两人走了 10 216 c m ,故花园周长为 216 × 10 = 2160 厘米 = 21 . 6

法二:方程方法,设花园周长为 x 厘米,则 x 54 + x 72 x 216 = 60 ,解得 x = 2160

故周长为 21 . 6 米.

02
练习随堂完成
练习 5随堂完成A1-04-013

某超市的门口有图案和文字两种装饰灯,文字装饰灯的颜色每 9 分钟变一次,图案装饰灯的颜色每半小时变一次.晚间 18 点整同时使用这两种装饰灯.

⑴那么至少再过多少时间,两种装饰灯同时变颜色?

⑵节日期间,超市晚间 23 点整结束营业,请问在节日期间晚间营业中,哪些时刻这两种装饰灯同时变颜色?

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解:⑴ 文字灯每9分钟变一次,图案灯每半小时即30分钟变一次。[9,30]90,所以至少再过90分钟两种灯同时变颜色。

⑵ 从18时起,每隔90分钟两灯同时变一次:18时加90分钟是19时30分,之后依次是21时、22时30分;再到24时已超过23时结束营业。

答:⑴ 至少再过90分钟;⑵ 19:30、21:00、22:30这三个时刻两种装饰灯同时变颜色。

练习 4随堂完成A1-04-015

小红在操场周围种树,开始时每隔 3 米种一棵,种到 9 棵后,发现树苗不够,于是决定重种,改为每隔 4 米一棵,这时重种时,不必再拔掉的树有多少棵?

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解:已种的9棵树分布在(91)×324米长的路段上,位置为0、3、6、…、24米。

改为每隔4米一棵后,从起点起新位置为0、4、8、…、24米。[3,4]12,新旧位置在0、12、24米处重合,共24÷1213棵。

答:不必再拔掉的树有3棵。

练习 3随堂完成A1-04-019

从运动场的一端到另一端全长 100 米,从一端起到另一端为止每隔 4 米插一面小红旗,现在要改成每隔 5 米插一面小红旗,有多少面小红旗不用移动?

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在公倍数的地方和起点不用移动

[ 4 , 5 ] = 20 ,所以在起点、 20 米、 40 米、 60 米、 80 米、 100 米位置不用移动,共 6 面.

练习 2随堂完成A1-04-023

一排电线杆每两根之间的距离是 60 米,现在要改为 45 米,如果起点的一根不动,再过多远又有一根不动?

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在最小公倍数的地方不动,为 1 8 0 米.

03
作业独立完成
作业 9独立完成A1-04-016

在一根长木棍上,有三种刻度线:第一种刻度线将木棍分成十等分,第二种刻度线将木棍分成十二等分,第三种刻度线将木棍分成十五等分.如果沿每条刻度线将木棍锯断,木棍总共被锯成多少段?

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解:设木棍长60(10、12、15的最小公倍数)。十等分刻度在6的倍数处,内部共9条;十二等分刻度在5的倍数处,内部共11条;十五等分刻度在4的倍数处,内部共14条。

重合刻度:6与5的公倍数处有60÷3011条,6与4的公倍数处有60÷1214条,5与4的公倍数处有60÷2012条,三种刻度共同重合处在端点60,内部为0条。

实际锯口共9111414227条,段数为27128

答:木棍总共被锯成28段。

作业 8独立完成A1-04-022

小林 7 月和 8 月参加钢琴和拳击的培训,两项培训都是从 7 1 日开始,钢琴课每上一次休息 3 天,拳击课每上一次休息 6 天,则小林整个暑假中有几天是有培训的?

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解:7 月和 8 月共 31+31=62 天。钢琴课每上一次休息 3 天,即每 4 天一次,上课日为第 1、5、9、… 天,共 62÷4+1=16 天;拳击课每上一次休息 6 天,即每 7 天一次,上课日为第 1、8、15、… 天,共 62÷7+1=9 天。两项培训同一天为每 28 天一次(4 和 7 的最小公倍数是 28),即第 1、29、57 天,共 3 天。由容斥原理,有培训的天数为 16+93=22 天。

答:整个暑假中有 22 天有培训。

作业 7独立完成A1-04-027

一个600米的环形跑道,原来每隔6米插有一面彩旗,现在需要改成每隔8米插一面彩旗,不需要拨掉的彩旗有几面?

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[ 6 , 8 ] = 2 4 ,所以每隔24米有一面旗不需要拔,所以 6 0 0 ÷ 2 4 = 2 5 面

作业 6独立完成A1-04-030

如图,在某高速公路上从3千米处开始,每隔4千米设置一个速度限制标志,而且从10千米处开始,每隔9千米设置一个测速照相机标志,则刚好在19千米处同时设置这两种标志.那么下一个同时设置这两种标志的地点的千米数是千米.

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解:从19千米处起,两类标志再次重合的距离必须同时是4和9的倍数。4与9互素,最小公倍数为36。

答:下一个重合位置是193655千米。

作业 5独立完成A1-04-034

某天,老刘与儿子大华、孙子小毛在甲、乙两地间进行匀速的往返跑.已知大华、小毛及老刘各自往返一趟分别耗时2分钟、5分钟和7分钟.最初,三人都在甲地,老刘出发2分钟后,孙子小毛立即出发,再经过3分钟后儿子大华随即出发.那么,大华出发_______分钟后,三人第二次同时汇合于甲地.

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在大华耗时2分钟回到甲地时,三人第一次同时汇合于甲地.随后三人同时从甲地出发,经过最短时间2分钟、5分钟、7分钟的最小公倍数70分钟后,三人将又一次同时汇合于甲地.所以大华出发 2 + 7 0 = 7 2 (分钟)后,三人第二次同时汇合于甲地.

知识模块 05 · 提升模型

整除计数与容斥

计算一定范围内能被若干数整除或均不能整除的整数个数。

例题 1随堂练习 1作业 3
本模块知识点
整除计数容斥原理倍数个数
解题路径
  1. 分别计算各类倍数个数
  2. 减去重复计数的公倍数
  3. 处理补集并检查端点
01
例题教师示范
例题 1教师示范A1-04-011难度 E · 挑战

⑴ 从 1 1000 1000 个数中,能被 4 或者 6 整除的整数有多少个?

⑵ 在小于 2021 的正整数中,即不能被 2 整除也不能被 3 5 整除的数有几个?

查看答案解析

解:⑴ 1~1000中4的倍数有250个,6的倍数有166个,12的倍数有83个。由容斥原理得25016683333个。

⑵ 1~2020中,至少能被2、3、5之一整除的数有1010673404336202134671482个。

答:⑴ 333个;⑵ 20201482538个。

02
练习随堂完成
练习 1随堂完成A1-04-032

123 20202020个自然数中有多少个自然数能同时被23整除,而不能被5整除?

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[ 2 , 3 ] = 6 , [ 2 , 3 , 5 ] = 3 0

2020 ÷ 6 = 336 4 2020 ÷ 30 = 67 10

所以:能同时被2和3整除,而且不能被5整除的数有 336 67 = 269 (个 )

03
作业独立完成
作业 4独立完成A1-04-036

先将100个杯子排成一列,杯口朝上.从左向右从1数到100,数到3的倍数时把杯子翻过来;再从左向右从1数到100,数到7的倍数时把杯子翻过来,那么最后有______个杯子杯口朝上.

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1 0 0 个杯子中,有 3 3 个 3 的倍数, 1 4 个 7 倍数,有 4 个 2 1 的倍数

100 33 14 + 4 × 2 = 61

作业 3独立完成A1-04-037

先将100个杯子排成一列,杯口朝上.从左向右从1数到100,数到3的倍数时把杯子翻过来;再从右向左从1数到100,数到7的倍数时把杯子翻过来,那么最后有______个杯子杯口朝上.

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解:设杯子从左到右编号为1到100,从左数编号为p的杯子,从右数它是第101p个。第一次翻动要求p是3的倍数,第二次翻动要求101p是7的倍数。

1~100中第一次翻动33个,第二次翻动14个;联立p0(mod3)p3(mod7),得p324456687,共5个杯子翻动两次。

答:最后杯口朝上的有10033142×563个。

作业 2独立完成A1-04-038

我们知道4不是3的倍数,5也不是3的倍数,但4与5的和却是3的倍数.现从1到100这100个自然数中,任意选两个不同的数组成一个有序数对 ( m , n ) ,其中 m n 均不是3的倍数,但 m n 的和恰好是3的倍数,则这样的有序数对共有________对.

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两个数的和是3的倍数,只有一个除3余1的数和一个除3余2的数的和是3的倍数,

所以, m 是除3余1的数, n 必是除3余2的数或 m 是除3余2的数, n 必是除3余1的数,

而从1到100这100个自然数中,除3余1的数有34个,除3余2的数有33个,

满足条件的有序数对共有 34 × 33 + 33 × 34 = 2244 对,

知识模块 06 · 综合训练

整除应用综合训练

在真实情境中综合使用因数、倍数、余数、周期和容斥。

例题 0随堂练习 0作业 1
本模块知识点
整除应用综合公因数公倍数综合周期与余数
解题路径
  1. 提取重复或平均条件
  2. 选择最大公因数、最小公倍数或同余
  3. 结合实际范围作答
01
作业独立完成
作业 1独立完成A1-04-035

超市送货员将9袋桔子送往甲、乙、丙3家客户.这9袋桔子的重量(千克数)分别为22,25,28,31,34,36,38,40,45.客户丙家只送了1袋.回来后,送货员记不清送往客户丙家的是多重的一袋,但是他记得送往客户甲家的重量是送往客户乙家的重量的2倍,则送往客户丙家的1袋桔子重量(千克数)为_______.

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解:九袋总重为299千克。甲的重量是乙的2倍,所以甲乙总重是3的倍数;丙家一袋的重量除以3应与299同余,即余2。

九个重量中只有38除以3余2,所以候选为38千克。还需验证可分配:余下261千克可把22254087千克送乙,其余174千克送甲,确有1742×87

答:38千克。