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奥数开心训练趣味思考题之数论难题 标签:工程问题

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此题来自雪帆奥数家长交流群内答疑题(推荐给五年级、六年级的孩子使用):

在一条纸带上写着1至9九个数字,如下图:

202320239

将它剪成三段,每段上数字联在一起算一个数(每个数的位数不一定相等),把这三个数相加,使和能被77整除,那么中间一段的数是____。

雪帆奥数王老师分析:这是2023年小学数学奥林匹克决赛中的一道整除的问题。

这道题的难度,主要涉及数的整除,确定三个数的位数。

现在,我把这道题的完整解答过程书写在此,请家长带着孩子一起阅读和思考。

备注:下面文字分析较多,但思路很简单,主要是我们找到了这道题存在的很多特点,缩小范围,讨论起来就简单多了。不信你仔细,耐心的往下看。

1)这个数既然能被77整除,那一定要满足被7和11整除,而11整除的特征很明确,即,奇数位的数字和与偶数位的数字之和的差要被11整除。7整除的特征不明显,也不太常用,这里只需要用来验证答案即可;

2)9个数字,剪成三段,不管怎么排,奇数位的数字个数最少5位,最多6位,而偶数位的数字之和最少3位,最多4位。而且数字9一定在奇数位。这一点你只要在纸上写一下就能判断出来;

3)分析第二条的目的是,“基本”可以判定偶数位的数字和要比奇数位的数字和小。这里我说“基本上”,是因为一个自然数必须先出现奇数位,再出现偶数位,而奇数位上的这个数字一定要比它前面的偶数位的数字要大。更何况,偶数位前面还有可能出现奇数位,这一句请仔细体会;

4)利用这个结论,结合11整除的特征,再根据所有数字之和为45,是奇数,就有两种情况:

a)数字之差为11,偶数位的数字之和为(45-11)÷2=17,奇数位的数字之和为17+11=18;

b)数字之差为33,偶数位的数字之和为(45-33)÷2=6这是不可能的。原因参考第五条。

5)根据分段出的三个自然数可知,相邻的2个数字不可能同时出现在偶数位(奇数位),并且至少有三个偶数,所以17只有两种情况:

a)17=8+6+3分成的三个自然数只能是1+234+20239验证和并不能被7整除。

b)17=8+5+3+1分成的三个自然数只能是2023+56+789验证和能被7整除。

所以,答案为56.

以下分析方法来自网上其他老师的解答(可对比参考):

由于77=7×11,(7、11)=1,所以能被77整除的数,必能分别被7和11整除。

先考虑能被11整除。一个数若能被11整除,其奇位数字之和与偶位数字之和的差必能被11整除。对于这

一性质,可以得到这样的推论:如果几个加数的和能被11整除,那么这几个加数所有奇位数字之和与偶位数

字之和的差必能被11整除。

对于这条纸带上的九个数字,不管怎样剪,奇位数字和总大于偶位数字和。由于1+2+3+4+5+6+7+8+9=45

,45=39+6=28+17,39-6=11×3,28-17=11,所以奇数、偶数的所有数字和分别是39和6或28和17。

(一)当奇位数字之和是39,偶位数字之和是6时,因为6=1+2+3=5+1=4+2,只剪两刀,使另外的6个或7

个数字都在奇位上,这显然是办不到的。

(二)当奇位数字之和是28,偶位数字之和是17时,因为

(1)如果9、8、7、3、1在奇位上,无法使相邻的三个数字4、5、6都在偶位上。

(2)如果9、8、6、3、2在奇位上,无法使相邻的两个数字4、5都在偶位上。

(3)如果9、8、6、4、1在奇位上,无法使相邻的两个

(4)如果9、8、5、4、2在奇位上,无法使相邻的两个数字6、7都在偶位上。

(5)如果9、7、6、5、1在奇位上,无法使相邻的三个数字2、3、4都在偶位上。

(6)如果9、7、6、4、2在奇位上,相邻的两个数字6、7都在奇位上,因此必在6、7之间剪一刀,另一

刀的剪法有三种:

第一种剪法得到的三个数的和:12+2023+789=2023,2023÷7=608……1

第二种剪法得到的三个数的和:2023+56+789=2023,2023÷7=297,由此可知,剪后中间一段的数是56。

第三种剪法得到的三个数的和:202356+7+89=202352,202352÷7=20230……2。

(7)如果9、7、5、4、3在奇位上,无法使相邻的两个数字1、2都在偶位上。

综上所述,本题只有一种剪法,中间一段的数是56

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