例20 有一串数排成一行,其中第一个数是15,第二个数是40,从第三个数起,每个数恰好是前面两个数的和,问这串数中,第1998个数被3除的余数是多少?
解:我们可以按照题目的条件把这串数写出来,再看每一个数被3除的余数有什么规律,但这样做太麻烦.根据上面说到的结论,可以采取下面的做法,从第三个数起,把前两个数被3除所得的余数相加,然后除以3,就得到这个数被3除的余数,这样就很容易算出前十个数被3除的余数,列表如下:
从表中可以看出,第九、第十两数被3除的余数与第一、第二两个数被3除的余数相同.因此这一串数被3除的余数,每八个循环一次,因为
1998= 8×249+ 6,
所以,第1998个数被3除的余数,应与第六个数被3除的余数一样,也就是2.
一些有规律的数,常常会循环地出现.我们的计算方法,就是循环制.计算钟点是
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12.
这十二个数构成一个循环.
按照七天一轮计算天数是
日,一,二,三,四,五,六.
这也是一个循环,相当于一些连续自然数被7除的余数
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6
的循环.用循环制计算时间:钟表、星期、月、四季,说明人们很早就发现循环现象.用数来反映循环现象也是很自然的事.
循环现象,我们还称作具有“周期性”,12个数的循环,就说周期是12,7个数的循环,就说周期是7.例20中余数的周期是8.研究数的循环,发现周期性和确定周期,是很有趣的事.
下面我们再举出两个余数出现循环现象的例子.在讲述例题之前,再讲一个从带余除式得出的结论:
甲、乙两数被同一除数来除,得到两个余数.那么甲、乙两数的积被这个除数除,它的余数就是两个余数的积,被这个除数除所得的余数.
例如,37被11除余4,27被11除余5,37×27=999被 11除的余数是 4×5=20被 11除后的余数 9.
1997=7×285+2,就知道1997×1997被7除的余数是2×2=4.
例 21 191997被7除余几?
解:从上面的结论知道,191997被7除的余数与21997被7除的余数相同.我们只要考虑一些2的连乘,被7除的余数.
先写出一列数
2,2×2=4,2×2×2 =8,
2×2×2×2=16,….
然后逐个用7去除,列一张表,看看有什么规律.列表如下:
事实上,只要用前一个数被7除的余数,乘以2,再被7除,就可以得到后一个数被7除的余数.(为什么?请想一想.)
从表中可以看出,第四个数与第一个数的余数相同,都是2.根据上面对余数的计算,就知道,第五个数与第二个数余数相同,……因此,余数是每隔3个数循环一轮.循环的周期是3.
1997= 3× 665 + 2.
就知道21997被7除的余数,与21997 被 7除的余数相同,这个余数是4.
再看一个稍复杂的例子.
例22 70个数排成一行,除了两头的两个数以外,每个数的三倍都恰好等于它两边两个数的和.这一行最左边的几个数是这样的:
0,1,3,8,21,55,….
问:最右边一个数(第70个数)被6除余几?
解:首先要注意到,从第三个数起,每一个数都恰好等于前一个数的3倍减去再前一个数:
3=1×3-0,
8=3×3-1,
21=8×3-3,
55=21×3-8,
……
不过,真的要一个一个地算下去,然后逐个被6去除,那就太麻烦了.能否从前面的余数,算出后面的余数呢?能!同算出这一行数的办法一样(为什么?),从第三个数起,余数的计算办法如下:
将前一个数的余数乘3,减去再前一个数的余数,然后被6除,所得余数即是.
用这个办法,可以逐个算出余数,列表如下:
注意,在算第八个数的余数时,要出现0×3-1这在小学数学范围不允许,因为我们求被6除的余数,所以我们可以 0×3加6再来减 1.
从表中可以看出,第十三、第十四个数的余数,与第一、第二个数的余数对应相同,就知道余数的循环周期是12.
70 =12×5+10.
因此,第七十个数被6除的余数,与第十个数的余数相同,也就是4.
在一千多年前的《孙子算经》中,有这样一道算术题:
“今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”按照今天的话来说:
一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求这个数.