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数学老师居然没告诉你这个不用计算器判断整除的奥赛技巧?!

2018-02-22 七君 把科学带回家

本文由公众号 “把科学带回家” 提供
给孩子最好的科学教育


大家🐶年吉祥!


上次我们介绍了一个超级方便的验算方法,许多小学生中学生看完后大呼原来多位数运算验算还有这种操作。点我回顾这种神之验算法。


今天我们再来解决一个困扰许多人多年的问题——如何在没有计算器的情况下,快速判断一个数能不能被7,9,11,13,...整除呢?

 

我们知道,判断一个数能不能被2整除很简单嘛,就是看它的个位是不是0,2,4,6,8就可以了。

 

判断一个数能不能被5整除也很简单,就看它的个位是不是0或者5。

 

能不能被3整除也很简单,就把一个数包含的所有数字加起来,看看加起来的数字能不能被3整除就可以了。比如12756可以被3整除,因为1 + 2 + 7 + 5 + 6 = 21,21是3的倍数。

 

9也是一样,一个数如果能被9整除,那么它的每一位加起来一定也可以被9整除。比如23877可以被9整除,因为2 + 3 + 8 + 7 + 7 = 27,27 ÷ 9 = 3。

 

可是,要判断一个数能不能被更大的数,比如7啊,9啊,11啊整除,似乎就比较麻烦了。没有计算器的情况下有没有轻松判断的方法呢?还真有。


1

1

 

比如怎么判断一个数能不能被11整除呢?

 

你需要把这个数的奇数位和偶数位的数分别加起来,然后相减,看看减出来的差是不是11的倍数就可以了。

 

以39237为例,先把奇数位的数加起来,也就是:


3 + 2 + 7 = 12

 

接着把偶数位的数加起来,也就是:


9 + 3 = 12

 

接着两个值相减:


12 - 12 = 0


0是11的倍数,因此39237是11的倍数。不放心的话你可以算一下,就可以发现,39237 ÷ 11 = 3567。

 


如果我们把39237的2个偶数位的数字换一下,变成33297,它也可以被11整除,因为3 + 9 = 12,和原来那个数字一样。实际上,33297 ÷ 11 = 3027。

 

通过这个方法我们知道,奇数位的数字随便换位置也不影响它是不是能被11整除;偶数位同理。


这个方法是不是很劲爆?




7

13

 

那么7和13呢?

 

快速判断一个数能不能被7或者13整除的方法是差不多的,但是比判断是否能被11整除要稍微复杂一点。

 

假设一个超大的数 149258361,如何判断它是否能被7或11整除呢?

 

首先把它每3位为一个组分隔开,写成149 258 361,然后把奇数组和偶数组分别相加,然后互相减一减,也就是:


149 - 258 + 361 = 252


因为252能够被7整除,而不能被13整除,因此149258361是7,而不是13的倍数。

 

如果一个数不能被分成3个一组怎么办,比如 20304050 呢?

 

这个时候在最左边加上0就可以了,也就是写成 020 304 050

 

然后奇数组和偶数组分别相加,再相减,也就是:

 

020 + 050 - 304 = -234


算出来的符号是正还是负不用管。因为 234 是13的倍数,但不是7的倍数,因此 20304050 能被13整除,但不能被7整除。

 

很显然,这个方法的目的是把一个较大的数转换成一个较小的数,但最后还是需要进行一步手算,而且对于千位以内的数字没用。不过,对于位数不多的数字来说,还是挺方便的。



1

9

 

那么…19呢?有办法吗?

 

有啊,方法更加复杂一些。

 

以 46892 为例。

 

先去掉它的个位,然后把个位乘以2后加回去,就是这样:


4689 + 2 × 2 = 4693

 

接着继续重复这个操作(去掉个位数,再把个位数乘以2后加回去),直到最后得到一个2位数:


469 + 2 × 3 = 475

47 + 2 × 5 = 57

5 + 2 × 7 = 19

 

看到了吗,出现了19,这意味着什么呢?

 

这意味着,46892能够被19整除。


 

 

再来一题:285是否能被19整除?

 

28 + 2 × 5 = 38


显然38 ÷ 19 = 2,因此285能被19整除。

 

如果你手头没有计算器,这个方法比传统的暴力除法判断要快很多。

 


 

小学生的你如果活着翻到了这里,说明你是个数学的可造之材。那我建议你把下面的内容看完,在数学中感受你超越年龄的帅气。


实际上,所有个位为9的数字都可以用19的方法,比如29,39,49,…只不过要加的倍数不是2,而依次是3,4,5,…

 


比如我们试一试319能不能被29整除:

 

31 + 3 × 9 = 58,而58 ÷ 29 = 2,因此319可以被29整除。

 


试一试273能不能被39整除:


27 + 4 × 3 = 39,能整除,yeah!



其实呢,检验一个数能不能被11,21,31,41,51,…整除,也可以用这个方法,只不过是减去个位数,而不是加上个位数的倍数,并且个位数的倍数分别是1,2,3,4,…

 

看看273能不能被21整除:

 

27 - 2 × 3 = 21,能整除!

 

 

看看816能不能被51整除:

 

81 - 5 × 6 = 51,能整除!

 

简直作弊啊!!!



 

 

 

好了,那么可以告诉我们,以上的方法怎么证明吗?


(超)(纲)(了)。求知欲使你进来,求生欲劝你别往下看。



以下是11整除法的快速证明。



注意到了吗,


10 = 1 × 11-1

1000 = 91 × 11 - 1

100000 = 9091 × 11 - 1

...


大声告诉我,它们有什么共同点?


听不到你的声音,从屏幕里钻出来说。



当k为奇数时,10k 除以11余-1。


另外,你班上的学霸经过点拨后也注意到了:


1 = 0 × 11 + 1

100 = 09 × 11 + 1

10000 = 909 × 11 + 1

1000000 = 90909 × 11 + 1

...


好的,这些100...有什么规律呢?你前方的学霸已抢答:



当k为偶数时,10k 除以11余1。


那么,假设一个正整数 N 写成这样,a0  ,a, a, a3 ,...分别是N的个、十、百、千...位的数字:


N = an10n + an-110n-1 + ... + a0 = an(-1)n + an-1(-1)n-1 + ... + a0


( a和 n 都是正整数)


第 n+1 位的 an10除以11以后,如果 n 是奇数,余 an;如果 n 是偶数,余 -an。N 的每一位都符合这个规律。


也即是说,N 除以11以后,余数正好就是奇数位的和(a+ a+ a+ ...),减去偶数位的和(a+ a+ a+ ...),就是我们刚刚的算法。


看不懂很正常,但不要轻易选择死亡,毕竟,你的高中和大学数学老师已经磨刀霍霍准备传授给你13,17,... 的证明法了,快对着屏幕发誓你一定要坚持到那个时候。



最后,不要一个人承受你这个年纪不该有的奥赛技(yao)(shu),把这个学霸看了沉默、学渣看了流泪的技巧转发给你的同学和老师,使他们在人类知识的大厦前低下高贵的头颅吧!




 



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图片来源:baidu

参考资料:https://www.math.hmc.edu/funfacts/ffiles/10013.5.shtml

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