例20 有一串?dāng)?shù)排成一行,其中第一個(gè)數(shù)是15,第二個(gè)數(shù)是40,從第三個(gè)數(shù)起,每個(gè)數(shù)恰好是前面兩個(gè)數(shù)的和,問(wèn)這串?dāng)?shù)中,第1998個(gè)數(shù)被3除的余數(shù)是多少?
解:我們可以按照題目的條件把這串?dāng)?shù)寫(xiě)出來(lái),再看每一個(gè)數(shù)被3除的余數(shù)有什么規(guī)律,但這樣做太麻煩.根據(jù)上面說(shuō)到的結(jié)論,可以采取下面的做法,從第三個(gè)數(shù)起,把前兩個(gè)數(shù)被3除所得的余數(shù)相加,然后除以3,就得到這個(gè)數(shù)被3除的余數(shù),這樣就很容易算出前十個(gè)數(shù)被3除的余數(shù),列表如下:
從表中可以看出,第九、第十兩數(shù)被3除的余數(shù)與第一、第二兩個(gè)數(shù)被3除的余數(shù)相同.因此這一串?dāng)?shù)被3除的余數(shù),每八個(gè)循環(huán)一次,因?yàn)?/font>
1998= 8×249+ 6,
所以,第1998個(gè)數(shù)被3除的余數(shù),應(yīng)與第六個(gè)數(shù)被3除的余數(shù)一樣,也就是2.
一些有規(guī)律的數(shù),常常會(huì)循環(huán)地出現(xiàn).我們的計(jì)算方法,就是循環(huán)制.計(jì)算鐘點(diǎn)是
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12.
這十二個(gè)數(shù)構(gòu)成一個(gè)循環(huán).
按照七天一輪計(jì)算天數(shù)是
日,一,二,三,四,五,六.
這也是一個(gè)循環(huán),相當(dāng)于一些連續(xù)自然數(shù)被7除的余數(shù)
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6
的循環(huán).用循環(huán)制計(jì)算時(shí)間:鐘表、星期、月、四季,說(shuō)明人們很早就發(fā)現(xiàn)循環(huán)現(xiàn)象.用數(shù)來(lái)反映循環(huán)現(xiàn)象也是很自然的事.
循環(huán)現(xiàn)象,我們還稱(chēng)作具有“周期性”,12個(gè)數(shù)的循環(huán),就說(shuō)周期是12,7個(gè)數(shù)的循環(huán),就說(shuō)周期是7.例20中余數(shù)的周期是8.研究數(shù)的循環(huán),發(fā)現(xiàn)周期性和確定周期,是很有趣的事.
下面我們?cè)倥e出兩個(gè)余數(shù)出現(xiàn)循環(huán)現(xiàn)象的例子.在講述例題之前,再講一個(gè)從帶余除式得出的結(jié)論:
甲、乙兩數(shù)被同一除數(shù)來(lái)除,得到兩個(gè)余數(shù).那么甲、乙兩數(shù)的積被這個(gè)除數(shù)除,它的余數(shù)就是兩個(gè)余數(shù)的積,被這個(gè)除數(shù)除所得的余數(shù).
例如,37被11除余4,27被11除余5,37×27=999被 11除的余數(shù)是 4×5=20被 11除后的余數(shù) 9.
1997=7×285+2,就知道1997×1997被7除的余數(shù)是2×2=4.
例 21 191997被7除余幾?
解:從上面的結(jié)論知道,191997被7除的余數(shù)與21997被7除的余數(shù)相同.我們只要考慮一些2的連乘,被7除的余數(shù).
先寫(xiě)出一列數(shù)
2,2×2=4,2×2×2 =8,
2×2×2×2=16,….
然后逐個(gè)用7去除,列一張表,看看有什么規(guī)律.列表如下:
事實(shí)上,只要用前一個(gè)數(shù)被7除的余數(shù),乘以2,再被7除,就可以得到后一個(gè)數(shù)被7除的余數(shù).(為什么?請(qǐng)想一想.)
從表中可以看出,第四個(gè)數(shù)與第一個(gè)數(shù)的余數(shù)相同,都是2.根據(jù)上面對(duì)余數(shù)的計(jì)算,就知道,第五個(gè)數(shù)與第二個(gè)數(shù)余數(shù)相同,……因此,余數(shù)是每隔3個(gè)數(shù)循環(huán)一輪.循環(huán)的周期是3.
1997= 3× 665 + 2.
就知道21997被7除的余數(shù),與21997 被 7除的余數(shù)相同,這個(gè)余數(shù)是4.
再看一個(gè)稍復(fù)雜的例子.
例22 70個(gè)數(shù)排成一行,除了兩頭的兩個(gè)數(shù)以外,每個(gè)數(shù)的三倍都恰好等于它兩邊兩個(gè)數(shù)的和.這一行最左邊的幾個(gè)數(shù)是這樣的:
0,1,3,8,21,55,….
問(wèn):最右邊一個(gè)數(shù)(第70個(gè)數(shù))被6除余幾?
解:首先要注意到,從第三個(gè)數(shù)起,每一個(gè)數(shù)都恰好等于前一個(gè)數(shù)的3倍減去再前一個(gè)數(shù):
3=1×3-0,
8=3×3-1,
21=8×3-3,
55=21×3-8,
……
不過(guò),真的要一個(gè)一個(gè)地算下去,然后逐個(gè)被6去除,那就太麻煩了.能否從前面的余數(shù),算出后面的余數(shù)呢?能!同算出這一行數(shù)的辦法一樣(為什么?),從第三個(gè)數(shù)起,余數(shù)的計(jì)算辦法如下:
將前一個(gè)數(shù)的余數(shù)乘3,減去再前一個(gè)數(shù)的余數(shù),然后被6除,所得余數(shù)即是.
用這個(gè)辦法,可以逐個(gè)算出余數(shù),列表如下:
注意,在算第八個(gè)數(shù)的余數(shù)時(shí),要出現(xiàn)0×3-1這在小學(xué)數(shù)學(xué)范圍不允許,因?yàn)槲覀兦蟊?除的余數(shù),所以我們可以 0×3加6再來(lái)減 1.
從表中可以看出,第十三、第十四個(gè)數(shù)的余數(shù),與第一、第二個(gè)數(shù)的余數(shù)對(duì)應(yīng)相同,就知道余數(shù)的循環(huán)周期是12.
70 =12×5+10.
因此,第七十個(gè)數(shù)被6除的余數(shù),與第十個(gè)數(shù)的余數(shù)相同,也就是4.
在一千多年前的《孫子算經(jīng)》中,有這樣一道算術(shù)題:
“今有物不知其數(shù),三三數(shù)之剩二,五五數(shù)之剩三,七七數(shù)之剩二,問(wèn)物幾何?”按照今天的話來(lái)說(shuō):
一個(gè)數(shù)除以3余2,除以5余3,除以7余2,求這個(gè)數(shù).