例20 有一串數排成一行,其中第一個數是15,第二個數是40,從第三個數起,每個數恰好是前面兩個數的和,問這串數中,第1998個數被3除的余數是多少?
解:我們可以按照題目的條件把這串數寫出來,再看每一個數被3除的余數有什么規律,但這樣做太麻煩.根據上面說到的結論,可以采取下面的做法,從第三個數起,把前兩個數被3除所得的余數相加,然后除以3,就得到這個數被3除的余數,這樣就很容易算出前十個數被3除的余數,列表如下:
從表中可以看出,第九、第十兩數被3除的余數與第一、第二兩個數被3除的余數相同.因此這一串數被3除的余數,每八個循環一次,因為
1998= 8×249+ 6,
所以,第1998個數被3除的余數,應與第六個數被3除的余數一樣,也就是2.
一些有規律的數,常常會循環地出現.我們的計算方法,就是循環制.計算鐘點是
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12.
這十二個數構成一個循環.
按照七天一輪計算天數是
日,一,二,三,四,五,六.
這也是一個循環,相當于一些連續自然數被7除的余數
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6
的循環.用循環制計算時間:鐘表、星期、月、四季,說明人們很早就發現循環現象.用數來反映循環現象也是很自然的事.
循環現象,我們還稱作具有“周期性”,12個數的循環,就說周期是12,7個數的循環,就說周期是7.例20中余數的周期是8.研究數的循環,發現周期性和確定周期,是很有趣的事.
下面我們再舉出兩個余數出現循環現象的例子.在講述例題之前,再講一個從帶余除式得出的結論:
甲、乙兩數被同一除數來除,得到兩個余數.那么甲、乙兩數的積被這個除數除,它的余數就是兩個余數的積,被這個除數除所得的余數.
例如,37被11除余4,27被11除余5,37×27=999被 11除的余數是 4×5=20被 11除后的余數 9.
1997=7×285+2,就知道1997×1997被7除的余數是2×2=4.
例 21 191997被7除余幾?
解:從上面的結論知道,191997被7除的余數與21997被7除的余數相同.我們只要考慮一些2的連乘,被7除的余數.
先寫出一列數
2,2×2=4,2×2×2 =8,
2×2×2×2=16,….
然后逐個用7去除,列一張表,看看有什么規律.列表如下:
事實上,只要用前一個數被7除的余數,乘以2,再被7除,就可以得到后一個數被7除的余數.(為什么?請想一想.)
從表中可以看出,第四個數與第一個數的余數相同,都是2.根據上面對余數的計算,就知道,第五個數與第二個數余數相同,……因此,余數是每隔3個數循環一輪.循環的周期是3.
1997= 3× 665 + 2.
就知道21997被7除的余數,與21997 被 7除的余數相同,這個余數是4.
再看一個稍復雜的例子.
例22 70個數排成一行,除了兩頭的兩個數以外,每個數的三倍都恰好等于它兩邊兩個數的和.這一行最左邊的幾個數是這樣的:
0,1,3,8,21,55,….
問:最右邊一個數(第70個數)被6除余幾?
解:首先要注意到,從第三個數起,每一個數都恰好等于前一個數的3倍減去再前一個數:
3=1×3-0,
8=3×3-1,
21=8×3-3,
55=21×3-8,
……
不過,真的要一個一個地算下去,然后逐個被6去除,那就太麻煩了.能否從前面的余數,算出后面的余數呢?能!同算出這一行數的辦法一樣(為什么?),從第三個數起,余數的計算辦法如下:
將前一個數的余數乘3,減去再前一個數的余數,然后被6除,所得余數即是.
用這個辦法,可以逐個算出余數,列表如下:
注意,在算第八個數的余數時,要出現0×3-1這在小學數學范圍不允許,因為我們求被6除的余數,所以我們可以 0×3加6再來減 1.
從表中可以看出,第十三、第十四個數的余數,與第一、第二個數的余數對應相同,就知道余數的循環周期是12.
70 =12×5+10.
因此,第七十個數被6除的余數,與第十個數的余數相同,也就是4.
在一千多年前的《孫子算經》中,有這樣一道算術題:
“今有物不知其數,三三數之剩二,五五數之剩三,七七數之剩二,問物幾何?”按照今天的話來說:
一個數除以3余2,除以5余3,除以7余2,求這個數.