初中竞赛中质数的应用

如题所述

第1个回答  2011-02-06
在所有质数中,2是唯一的一个偶数,除了2以外,所有的质数都是奇数。但不是所有的奇数都是质数。
在小学阶段,经常用到的质数是50以内的质数:2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,47。
怎样判断一个自然数是质数还是合数?
常用的方法有:(1)查质数表(2)利用数的整除特征(3)用质数试除。
这一讲,我们将进一步研究质数、合数及分解质因数的问题。
【典型例题】
例1. 分别判断109和437是质数还是合数?
解:对于一个不很大的自然数n(n>1,为非完全平方数,可以用质数试除的方法判断它是质数还是合数。)
先找出一个大于n的最小的完全平方数k2,再写出k以内的所有质数,如果这些质数都不能整除n,那么n是质数;如果有一个质数能整除n,那么n是合数。
如:109<112,而11以内的质数有2,3,5,7都不能整除109,所以109是质数。
437<212,21以内的质数有:2,3,5,7,11,13,17,19,用每一个质数逐一去试除,19能够整除437,所以437是合数。
例2. 写出五个连续的自然数,个个都是合数,这五个数分别是多少?
解:个位数字分别是0,2,4,5,6,8的两位数(或两位以上),一定是合数。如果找到一个个位是3的合数,那么能很快找到个位是2,3,4,5,6的五个连续自然数一定是合数。
例如:33是合数,那么,32,33,34,35,36是五个连续的合数。63是合数,那么62,63,64,65,66是五个连续的合数。这样可以找到无数组符合要求的数。
例3. 把33拆成若干个不同质数之和,如果要使这些质数的积最大,问这几个质数分别是多少?
解:33以内的质数有:2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31。将33拆成两个质数之和,这两个质数必定是一奇一偶,质数中只有2是偶数,因此另一个数一定是31。2×31=62。
将33拆成3个质数之和,这3个质数一定都是奇数,这3个质数越接近,它们的乘积就越大。显然,5,11,17这三个质数的乘积最大。
5×11×17=935
将33拆成4个质数之和。33是奇数,四个质数中一定有一个偶数2,其余三个是奇数,而且三个质数之和是31。和是31的三个质数中,以7,11,13这三个质数最接近,乘积最大。
2×7×11×13=2002
能否将33拆成5个或5个以上质数之和呢?这是不可能的。因为取最小五个连续奇质数3,5,7,11,13的和是39,已知超过33。
所以把33拆成2,7,11,13四个质数时,它们的乘积最大。
例4. 李明是个六年级小学生,参加了全市的数学竞赛,他说:“我的名次、分数和我的年岁之积是3204”,李明得了多少分?获得了第几名?
解:由于李明的名次,分数和年岁之积是3204,所以名次,分数和年岁这三个数都是3204的约数,将3204分解质因数,则是
3204=2×2×3×3×89
显然89是他的考试分数,将2×2×3×3转化成两个数相乘的形式,即名次乘年岁,有以下几种情况:2×18,3×12,4×9
由于题目中已指出,李明是个六年级学生,所以应选3×12,因此李明获得了第3名,得分是89分。
【模拟试题】(答题时间:15分钟)
1. 判断下列各数哪些是质数,哪些是合数?
119、131、143、157、161、179
2. 有五个连续的奇数,它们的乘积是135135。求这五个连续的奇数。
3. 三个质数的乘积恰好等于它们和的11倍,这三个质数分别是多少?
4. 班主任老师带领学生去种树,学生平均分成3组,师生每人种树棵数相等,已知师生共种树572棵,一共有多少个学生?每人种多少棵树?
【试题答案】
1. 判断下列各数哪些是质数,哪些是合数?
119、131、143、157、161、179
解:119<112,11以内的质数有2,3,5,7。2,3,5都不能整除119,只有7能整除119,所以119是合数。
131<122,12以内的质数有2,3,5,7,11。这些质数都不能整除131,所以131是质数。
143<122,12以内的质数有2,3,5,7,11。这些质数中只有11能整除143,所以143是合数。
157<132,13以内的质数有2,3,5,7,11。这些质数都不能整除157,所以157是质数。
161<132,13以内的质数有2,3,5,7,11。这些质数中只有7能整除161,所以161是合数。
179<142,14以内的质数有2,3,5,7,11,13。这些质数都不能整除179,所以179是质数。
2. 有五个连续的奇数,它们的乘积是135135。求这五个连续的奇数。
解:135135=135×1001=5×3×3×3×7×11×13
=7×9×11×13×15
3. 三个质数的乘积恰好等于它们和的11倍,这三个质数分别是多少?
解:设三个不同质数是a、b、c
因为 ,所以a、b、c中,必定有一个质数是11,不妨设a=11,则

当b=2时, 得到c是13。
当b=3时, 得到c是7。
当b=5时, 得到c是4,4是合数,不符合要求。
当b=7时, 得到c是3,与前面答案重复。
所以这三个质数分别是2,11,13或3,7,11。
4. 班主任老师带领学生去种树,学生平均分成3组,师生每人种树棵数相等,已知师生共种树572棵,一共有多少个学生?每人种多少棵树?
解:由题意可知,学生人数和每人种树棵数都是572的约数,学生人数是3的倍数,再加上1位老师,师生人数除以3余1。
572=2×2×11×13
按照题意搭配得出:572=11×(13×2×2)=11×(51+1)
答:这个班共有学生51人,每人种树11棵。
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