20260730 222700 小学奥数举一反三 五年级

20260730_222700_小学奥数举一反三_五年级.md

小学奥数举一反三 五年级

适用对象

本教材适用于小学五年级学生,适合已经掌握四则运算、基本分数概念及简单应用题的学生进行数学思维拓展训练。

内容概述

本书围绕数论、分数运算、应用题三大板块,系统讲解25个核心专题。从数的整除特征切入,逐步深入到质因数分解、分数巧算、工程问题、行程问题、逻辑推理等内容,每讲包含知识要点、解题策略、典型例题与举一反三练习,帮助学生掌握方法、触类旁通。

学习目标

  1. 掌握数论基础概念与整除、约数、倍数等核心规律
  2. 熟练运用分数运算技巧解决计算与应用问题
  3. 建立方程思维,能用代数方法分析典型应用题
  4. 提升逻辑推理与综合解题能力

目录


第1讲 数的整除特征

【知识要点】

  1. 能被2整除:个位是0、2、4、6、8的数能被2整除。
  2. 能被3(或9)整除:各位数字之和能被3(或9)整除,则该数能被3(或9)整除。
  3. 能被5整除:个位是0或5的数能被5整除。
  4. 能被4(或25)整除:末两位数能被4(或25)整除,则该数能被4(或25)整除。
  5. 能被8(或125)整除:末三位数能被8(或125)整除,则该数能被8(或125)整除。
  6. 能被11整除:奇数位数字之和与偶数位数字之和的差(大减小)能被11整除(含差为0),则该数能被11整除。

【解题策略】

  1. 先看个位,判断能否被2、5整除。
  2. 求数字和,判断能否被3、9整除。
  3. 截取末两位/末三位,判断能否被4、25、8、125整除。
  4. 奇偶位分别求和再作差,判断能否被11整除。
  5. 组合判断:能被6整除即同时被2和3整除。

【典型例题】

例1 在四位数 $72\square 4$ 的 $\square$ 中填入适当数字,使它能被9整除,有哪些填法?

分析 能被9整除的条件是各位数字之和能被9整除。四位数为 $72a4$,数字和为 $7+2+a+4=13+a$。需要 $13+a$ 能被9整除,且 $a$ 是0~9的数字。

解答 $13+a$ 能被9整除,$a$ 取值0~9,则 $13+a$ 范围是13~22,其中能被9整除的只有18,故 $a=5$。唯一填法:$\square$ 中填 5,即7254。

例2 判断37516能否被11整除。

分析 用奇偶位差法:从右到左(从个位开始)编号,奇数位是第1、3、5位,偶数位是第2、4位。

解答 37516的各位:个位6(奇数位),十位1(偶数位),百位5(奇数位),千位7(偶数位),万位3(奇数位)。

  • 奇数位数字和:$6+5+3=14$
  • 偶数位数字和:$1+7=8$
  • 差:$14-8=6$

6不能被11整除,所以 37516不能被11整除

【举一反三】

  1. 在 $5\square 38$ 中填入数字使它能被3整除,共有多少种填法?(提示:$5+a+3+8=16+a$ 被3整除,$a=2,5,8$,共3种)
  2. 判断8415能否被11整除。(奇数位:$5+4=9$,偶数位:$1+8=9$,差为0,能被11整除)

第2讲 质数与合数

【知识要点】

  1. 质数:大于1的自然数中,除了1和它本身外没有其他因数的数。如2、3、5、7、11等。
  2. 合数:大于1的自然数中,除了1和它本身外还有其他因数的数。如4、6、8、9、10等。
  3. 1既不是质数也不是合数。2是唯一的偶质数。
  4. 100以内的质数(共25个):2、3、5、7、11、13、17、19、23、29、31、37、41、43、47、53、59、61、67、71、73、79、83、89、97。

【解题策略】

  1. 判断一个数是否为质数,只需检查它能否被不超过 $\sqrt{n}$ 的质数整除。
  2. 熟记100以内质数表,快速识别。
  3. 凡是偶数(除2外)都是合数。
  4. 个位是5的数(除5外)都是合数。

【典型例题】

例1 判断91是不是质数?

分析 $\sqrt{91}\approx 9.5$,只需检查2、3、5、7。91不是偶数,数字和 $9+1=10$ 不能被3整除,个位不是0或5。检查7:$91\div 7=13$,所以 $91=7\times 13$。

解答 $91=7\times 13$,91是合数,不是质数

例2 两个质数的和为15,求这两个质数。

分析 15是奇数,两个数之和为奇数,必是一奇一偶。唯一的偶质数是2,所以另一个是 $15-2=13$。13是质数,符合条件。

解答 这两个质数是 2和13

【举一反三】

  1. 判断87是不是质数?($87=3\times 29$,是合数)
  2. 两个质数的积为35,求这两个质数。($35=5\times 7$,即5和7)

第3讲 分解质因数

【知识要点】

  1. 分解质因数:把一个合数用质因数相乘的形式表示出来。
  2. 短除法:从最小的质数开始试除,直到商为质数为止。
  3. 标准分解式:$N=p_1^{a_1}\times p_2^{a_2}\times\cdots\times p_k^{a_k}$,其中 $p_1<p_2<\cdots<p_k$ 为质数。
  4. 分解质因数是解决约数、倍数问题的基石。

【解题策略】

  1. 用短除法,从最小质因数2开始试除。
  2. 如果不能被2整除,依次试3、5、7……
  3. 直到商为质数,将所有除数和最后的商写成质因数连乘。
  4. 合并相同质因数写成指数形式。

【典型例题】

例1 把360分解质因数。

分析 用短除法,依次用2、2、2、3、3、5去除。

解答

$$360=2\times 180=2\times 2\times 90=2\times 2\times 2\times 45=2\times 2\times 2\times 3\times 15=2^3\times 3^2\times 5$$

例2 三个连续自然数的积为210,求这三个数。

分析 先分解质因数:$210=2\times 3\times 5\times 7$。需要把它们组合成三个连续自然数。尝试 $5\times 6\times 7=210$,而 $6=2\times 3$,正好。

解答 $210=2\times 3\times 5\times 7=5\times 6\times 7$,这三个数是 5、6、7

【举一反三】

  1. 把504分解质因数。($504=2^3\times 3^2\times 7$)
  2. 两个自然数的积为84,且它们的最大公约数为2,求这两个数。($84=2^2\times 3\times 7$,两数为 $2\times 3=6$ 和 $2\times 7=14$,即6和14)

第4讲 最大公约数与最小公倍数

【知识要点】

  1. 最大公约数(GCD):几个数公有的约数中最大的一个。
  2. 最小公倍数(LCM):几个数公有的倍数中最小的一个。
  3. 重要关系:两数之积 $=$ 最大公约数 $\times$ 最小公倍数,即 $a\times b=\gcd(a,b)\times \text{lcm}(a,b)$。
  4. 辗转相除法:$a\div b$ 得余数 $r$,则 $\gcd(a,b)=\gcd(b,r)$,直到余数为0,最后的除数即为GCD。

【解题策略】

  1. 两数较小时用短除法,较大时用辗转相除法。
  2. 求 $\gcd(a,b)$ 时反复取余,用除数替换被除数,余数替换除数。
  3. 求出GCD后用公式 $\text{lcm}(a,b)=a\times b\div \gcd(a,b)$ 算LCM。
  4. 三个数求GCD/LCM需要两两合并逐步计算。

【典型例题】

例1 用辗转相除法求 $\gcd(1071, 462)$。

分析 反复用大数除以小数取余。

解答

  • $1071\div 462=2\cdots 147$
  • $462\div 147=3\cdots 21$
  • $147\div 21=7\cdots 0$

余数为0,$\gcd(1071,462)=\mathbf{21}$。

例2 甲每4天去一次图书馆,乙每6天去一次,丙每8天去一次。三人7月1日同时去图书馆,下次同时去是几月几日?

分析 求4、6、8的最小公倍数。$4=2^2$,$6=2\times 3$,$8=2^3$,$\text{lcm}=2^3\times 3=24$。

解答 $\text{lcm}(4,6,8)=24$,即24天后三人同时去图书馆。7月1日过24天是 7月25日

【举一反三】

  1. 求 $\gcd(252, 198)$。($252\div 198=1\cdots 54$,$198\div 54=3\cdots 36$,$54\div 36=1\cdots 18$,$36\div 18=2\cdots 0$,GCD为18)
  2. 一条路长360米,每隔若干米种一棵树(两端都种)。现在每隔12米种松树,每隔18米种柏树,哪些位置两种树重合?(重合间隔为 $\text{lcm}(12,18)=36$米,即第36、72、108……360米处)

第5讲 奇数与偶数

【知识要点】

  1. 奇数:不能被2整除的数($2n+1$);偶数:能被2整除的数($2n$,0是偶数)。
  2. 加减规律:奇 $\pm$ 奇 $=$ 偶,偶 $\pm$ 偶 $=$ 偶,奇 $\pm$ 偶 $=$ 奇。
  3. 乘法规律:奇 $\times$ 奇 $=$ 奇,其余含偶则积为偶。
  4. 关键性质:若干个奇数相加,奇数个奇数的和为奇数,偶数个奇数的和为偶数。

【解题策略】

  1. 判断和的奇偶性,只需统计加数中奇数的个数。
  2. 判断积的奇偶性,只需看因数中是否含偶数。
  3. 利用奇偶不变性排除不可能的情况。

【典型例题】

例1 $1+2+3+\cdots+100$ 的和是奇数还是偶数?

分析 1到100中有50个奇数(1,3,5,…,99)。奇数个数为偶数(50个),偶数个奇数相加,和为偶数。偶数不影响奇偶性,所以总和为偶数。

解答 50个奇数相加(偶数个),和为偶数。故 $1+2+\cdots+100=5050$ 是 偶数

例2 能否将1, 2, 3, …, 9这九个数排成一排,使任意相邻两个数之和都是质数?

分析 相邻两数之和为质数。1~9中偶数为2,4,6,8(4个),奇数为1,3,5,7,9(5个)。相邻两个数若一奇一偶,和为奇数(可能为质数);若两奇或两偶,和为偶数,质数中的偶数只有2,而相邻两数之和至少 $1+2=3$,不可能为2。所以相邻的必须是奇偶交错排。但奇数5个、偶数4个,奇偶交错时首尾都是奇数需要奇数比偶数多1,恰好满足。可以尝试:1-2-3-4-7-6-5-8-9,检相邻和:$1+2=3$(质),$2+3=5$(质),$3+4=7$(质),$4+7=11$(质),$7+6=13$(质),$6+5=11$(质),$5+8=13$(质),$8+9=17$(质)。全部为质数!

解答 可以,例如排列 1, 2, 3, 4, 7, 6, 5, 8, 9,相邻两数之和分别为3, 5, 7, 11, 13, 11, 13, 17,全是质数。

【举一反三】

  1. $1+3+5+\cdots+99$(共50个奇数)的和是奇数还是偶数?(偶数个奇数相加,和为偶数)
  2. 三个连续自然数的积一定是偶数还是奇数?(三连续数必含偶数,积为偶教)

第6讲 约数个数与约数和

【知识要点】

  1. 约数个数定理:若 $N=p_1^{a_1}\times p_2^{a_2}\times\cdots\times p_k^{a_k}$,则约数个数 $d(N)=(a_1+1)(a_2+1)\cdots(a_k+1)$。
  2. 约数和定理:约数之和 $\sigma(N)=(1+p_1+p_1^2+\cdots+p_1^{a_1})(1+p_2+\cdots+p_2^{a_2})\cdots(1+p_k+\cdots+p_k^{a_k})$。
  3. 先分解质因数,再套公式即可。

【解题策略】

  1. 将数分解质因数,得到标准分解式。
  2. 约数个数:各质因数指数加1后相乘。
  3. 约数和:每个质因数取 $1+p+p^2+\cdots+p^a$ 后相乘。

【典型例题】

例1 求72的约数个数和约数和。

分析 先分解:$72=2^3\times 3^2$。

解答

  • 约数个数:$d(72)=(3+1)(2+1)=4\times 3=12$ 个。
  • 约数和:$\sigma(72)=(1+2+4+8)(1+3+9)=15\times 13=195$。

例2 一个数有6个约数,且最小的两个约数是1和3,求这个数。

分析 最小约数是1和3,说明3是该数最小的质因数。$d(N)=6$ 可能的指数组合:(5)即 $p^5$ 或 (1)(2)即 $p\times q^2$。由于最小质因数是3,若 $N=3^5=243$ 约数个数为6,最小两约数为1和3,符合。若 $N=3\times q^2$($q>3$为质数),取 $q=5$ 则 $N=75$,约数:1,3,5,15,25,75,共6个,最小为1和3,也符合。需要取最小的,即75。

解答 满足条件的数有75($3\times 5^2$)和243($3^5$),最小的是75

【举一反三】

  1. 求60的约数个数。($60=2^2\times 3\times 5$,$d=3\times 2\times 2=12$个)
  2. 求 $12=2^2\times 3$ 的约数和。($\sigma=(1+2+4)(1+3)=7\times 4=28$)

第7讲 完全平方数

【知识要点】

  1. 完全平方数:$n^2$($n$为正整数),如1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100等。
  2. 末位特征:完全平方数的末位只能是0, 1, 4, 5, 6, 9,不可能是2, 3, 7, 8。
  3. 约数个数特征:完全平方数的约数个数为奇数(非完全平方数的约数个数为偶数)。
  4. 在完全平方数的质因数分解中,每个质因数的指数都是偶数。

【解题策略】

  1. 看末位排除:末位是2,3,7,8的数一定不是完全平方数。
  2. 检查质因数分解中各指数是否全为偶数。
  3. 利用约数个数的奇偶性判断。

【典型例题】

例1 判断以下各数哪些是完全平方数:2436, 4761, 5329。

分析 2436末位是6,可能;4761末位是1,可能;5329末位是9,可能。需要进一步检验。

解答

  • $4761$:$\sqrt{4761}\approx 69$,试 $69^2=4761$,是。
  • $5329$:$\sqrt{5329}\approx 73$,试 $73^2=5329$,是。
  • $2436$:$\sqrt{2436}\approx 49.4$,$49^2=2401$,$50^2=2500$,不是。

例2 一个四位数是完全平方数,且前两位数字相同、后两位数字相同,求这个四位数。

分析 设四位数为 $\overline{aabb}=1100a+11b=11(100a+b)$。因为它是完全平方数且含因子11,所以 $100a+b$ 必须含因子11,即 $100a+b$ 能被11整除。$100a+b\div 11$ 的商还需含因子11(才能保证指数为偶数),即 $100a+b$ 能被121整除。$100a+b=121k$,$a$ 为1~9,$b$ 为0~9,范围 $1001\leq 1100a+11b\leq 9999$,故 $91\leq 100a+b\leq 909$。$k$ 从1到7尝试:$k=8$ 时 $100a+b=968$,$a=9,b=68$ 不合;逐一尝试,$7744=88^2$,即 $a=7,b=4$,$1100\times7+11\times4=7744$,$\sqrt{7744}=88$。

解答 $\overline{aabb}=11(100a+b)$,需被121整除。验证 $a=7,b=4$:$7744=88^2$。这个数是 7744

【举一反三】

  1. 判断3528是否为完全平方数。($3528=2^3\times 3^2\times 7^2$,指数3不是偶数,不是完全平方数)
  2. 在200到300之间有哪些完全平方数?($15^2=225$,$16^2=256$,$17^2=289$,共3个)

第8讲 分数的基本性质

【知识要点】

  1. 分数的基本性质:分数的分子和分母同时乘或除以相同的数(0除外),分数的大小不变,即 $\dfrac{a}{b}=\dfrac{a\times k}{b\times k}=\dfrac{a\div k}{b\div k}$($k\neq 0$)。
  2. 约分:分子分母同时除以最大公约数,化为最简分数。
  3. 通分:把异分母分数化为同分母分数,通常取最小公倍数作公分母。
  4. 最简分数:分子分母互质(最大公约数为1)的分数。

【解题策略】

  1. 约分先求分子分母的GCD,再同时除以它。
  2. 通分先求分母的LCM作公分母,再用分数基本性质变换。
  3. 比较分数大小或分数加减前,通常先通分。

【典型例题】

例1 将 $\dfrac{36}{60}$ 约分,化为最简分数。

分析 $\gcd(36,60)=12$,分子分母同时除以12。

解答 $\dfrac{36}{60}=\dfrac{36\div 12}{60\div 12}=\dfrac{3}{5}$。

例2 将 $\dfrac{1}{4}$ 和 $\dfrac{2}{3}$ 通分。

分析 $\text{lcm}(4,3)=12$,公分母取12。

解答 $\dfrac{1}{4}=\dfrac{1\times 3}{4\times 3}=\dfrac{3}{12}$,$\dfrac{2}{3}=\dfrac{2\times 4}{3\times 4}=\dfrac{8}{12}$。

【举一反三】

  1. 将 $\dfrac{48}{72}$ 约分。(GCD=24,$\dfrac{2}{3}$)
  2. 将 $\dfrac{5}{6}$ 和 $\dfrac{3}{8}$ 通分。($\text{lcm}(6,8)=24$,得 $\dfrac{20}{24}$ 和 $\dfrac{9}{24}$)

第9讲 分数的巧算

【知识要点】

  1. 裂项相消:利用 $\dfrac{1}{n(n+1)}=\dfrac{1}{n}-\dfrac{1}{n+1}$,将一项拆成两项之差,正负抵消。
  2. 推广公式:$\dfrac{1}{n(n+k)}=\dfrac{1}{k}\left(\dfrac{1}{n}-\dfrac{1}{n+k}\right)$。
  3. 约分法:观察分子分母的结构特点,提取公因数或利用公式预先约简。
  4. 分组法:将分数按规律分组,每组简化后求和。

【解题策略】

  1. 识别裂项结构,确认分母是两因数之积且两因数之差固定。
  2. 写出拆分公式,展开后首尾项保留、中间项相消。
  3. 对 $\dfrac{1}{n(n+k)}$ 型,拆分系数为 $\dfrac{1}{k}$。
  4. 最后将留下来的项做简单加减。

【典型例题】

例1 计算 $\dfrac{1}{1\times 2}+\dfrac{1}{2\times 3}+\dfrac{1}{3\times 4}+\cdots+\dfrac{1}{99\times 100}$。

分析 每项 $\dfrac{1}{n(n+1)}=\dfrac{1}{n}-\dfrac{1}{n+1}$。

解答

$$\sum_{n=1}^{99}\dfrac{1}{n(n+1)}=\left(\dfrac{1}{1}-\dfrac{1}{2}\right)+\left(\dfrac{1}{2}-\dfrac{1}{3}\right)+\cdots+\left(\dfrac{1}{99}-\dfrac{1}{100}\right)=1-\dfrac{1}{100}=\dfrac{99}{100}$$

例2 计算 $\dfrac{1}{2\times 4}+\dfrac{1}{4\times 6}+\dfrac{1}{6\times 8}+\cdots+\dfrac{1}{98\times 100}$。

分析 $\dfrac{1}{n(n+2)}=\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{n}-\dfrac{1}{n+2}\right)$,裂项系数为 $\dfrac{1}{2}$。

解答

$$\sum=\dfrac{1}{2}\left[\left(\dfrac{1}{2}-\dfrac{1}{4}\right)+\left(\dfrac{1}{4}-\dfrac{1}{6}\right)+\cdots+\left(\dfrac{1}{98}-\dfrac{1}{100}\right)\right]=\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{2}-\dfrac{1}{100}\right)=\dfrac{1}{2}\times\dfrac{49}{100}=\dfrac{49}{200}$$

【举一反三】

  1. 计算 $\dfrac{1}{1\times 3}+\dfrac{1}{3\times 5}+\cdots+\dfrac{1}{97\times 99}$。($\dfrac{1}{n(n+2)}=\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{1}{n}-\dfrac{1}{n+2}\right)$,结果 $\dfrac{1}{2}(1-\dfrac{1}{99})=\dfrac{49}{99}$)
  2. 计算 $\dfrac{1}{1\times 4}+\dfrac{1}{4\times 7}+\cdots+\dfrac{1}{97\times 100}$。($\dfrac{1}{n(n+3)}=\dfrac{1}{3}\left(\dfrac{1}{n}-\dfrac{1}{n+3}\right)$,结果 $\dfrac{1}{3}(1-\dfrac{1}{100})=\dfrac{33}{100}$)

第10讲 分数大小比较

【知识要点】

  1. 通分法:化为同分母分数,比分子大小。
  2. 交叉相乘法:比较 $\dfrac{a}{b}$ 和 $\dfrac{c}{d}$,若 $ad>bc$ 则 $\dfrac{a}{b}>\dfrac{c}{d}$($b,d>0$)。
  3. 倒数法:若两数倒数大的反而小。
  4. 基准数法:与某个易比较的数(如 $\dfrac{1}{2}$、1)比较,再排序。
  5. 差值法:计算与某基准数的差,比较差的正负和大小。

【解题策略】

  1. 同分子可以直接比分母,分母小的分数大。
  2. 分母不同时优先交叉相乘,避免通分计算量大。
  3. 接近1的分数可以用1减来比较。
  4. 接近 $\dfrac{1}{2}$ 的数可以与 $\dfrac{1}{2}$ 比较。

【典型例题】

例1 比较 $\dfrac{5}{8}$ 和 $\dfrac{7}{12}$ 的大小。

分析 交叉相乘:$5\times 12=60$,$7\times 8=56$,$60>56$。

解答 $\dfrac{5}{8}>\dfrac{7}{12}$。

例2 将 $\dfrac{7}{13}$、$\dfrac{5}{9}$、$\dfrac{9}{17}$ 从小到大排列。

分析 三个数都接近 $\dfrac{1}{2}$,用差值法比较:与 $\dfrac{1}{2}$ 的差。

解答

  • $\dfrac{7}{13}-\dfrac{1}{2}=\dfrac{14-13}{26}=\dfrac{1}{26}$
  • $\dfrac{5}{9}-\dfrac{1}{2}=\dfrac{10-9}{18}=\dfrac{1}{18}$
  • $\dfrac{9}{17}-\dfrac{1}{2}=\dfrac{18-17}{34}=\dfrac{1}{34}$

$\dfrac{1}{26}>\dfrac{1}{34}$ 但 $\dfrac{1}{18}>\dfrac{1}{26}$,所以 $\dfrac{5}{9}>\dfrac{7}{13}>\dfrac{9}{17}$。从大到小:$\dfrac{5}{9}>\dfrac{7}{13}>\dfrac{9}{17}$,从小到大为 $\dfrac{9}{17}<\dfrac{7}{13}<\dfrac{5}{9}$。

【举一反三】

  1. 比较 $\dfrac{3}{7}$ 和 $\dfrac{4}{9}$ 的大小。(交叉相乘:$27>28$?不,$3\times9=27<4\times7=28$,$\dfrac{3}{7}<\dfrac{4}{9}$)
  2. 比较 $\dfrac{10}{17}$ 和 $\dfrac{12}{19}$ 的大小。($10\times19=190$,$12\times17=204$,$190<204$,$\dfrac{10}{17}<\dfrac{12}{19}$)

第11讲 分数应用题(一)

【知识要点】

  1. 求一个数的几分之几用乘法:如求 $A$ 的 $\dfrac{m}{n}$ 是多少,列式 $A\times\dfrac{m}{n}$。
  2. 找准单位”1”:关键词”的”前面量就是单位”1”(标准量),”的”后面的分数是分率,”是/比”后的结果是对应量。
  3. 对应量 $=$ 单位”1”$\times$ 分率。
  4. 有多个分率时,先统一单位”1”。

【解题策略】

  1. 读题找”的”字,确定单位”1”。
  2. 判断单位”1”是否已知:已知用乘法,未知用除法。
  3. 画线段图帮助理解数量关系。
  4. 列式计算后检验答案合理性。

【典型例题】

例1 图书角有图书120本,其中故事书占 $\dfrac{2}{5}$,科技书是故事书的 $\dfrac{3}{4}$,科技书有多少本?

分析 单位”1”是总数120本。故事书 $=120\times\dfrac{2}{5}=48$本。再用故事书作单位”1”:科技书 $=48\times\dfrac{3}{4}=36$本。

解答 故事书:$120\times\dfrac{2}{5}=48$(本)。科技书:$48\times\dfrac{3}{4}=36$(本)。

答:科技书有36本。

例2 一袋大米30千克,第一天吃了 $\dfrac{1}{5}$,第二天吃了余下的 $\dfrac{1}{4}$,还剩多少千克?

分析 第一天吃 $30\times\dfrac{1}{5}=6$千克,剩余 $30-6=24$千克。第二天吃 $24\times\dfrac{1}{4}=6$千克,剩余 $24-6=18$千克。

解答 第一天吃 $30\times\dfrac{1}{5}=6$(千克),余 $24$千克。第二天吃 $24\times\dfrac{1}{4}=6$(千克),余 $24-6=18$(千克)。

答:还剩18千克。

【举一反三】

  1. 某班45人,其中男生占 $\dfrac{5}{9}$,男生中有 $\dfrac{1}{5}$ 戴眼镜,戴眼镜的男生有多少人?($45\times\dfrac{5}{9}\times\dfrac{1}{5}=5$人)
  2. 一根绳长24米,第一次用去 $\dfrac{1}{3}$,第二次用去余下的 $\dfrac{1}{4}$,还剩多少米?(余 $16$米,再余 $16\times\dfrac{3}{4}=12$米)

第12讲 分数应用题(二)

【知识要点】

  1. 已知部分求整体用除法:已知对应量和对应分率,求单位”1”。
  2. 量率对应:找准某个具体数量对应哪个分率,是解题核心。
  3. 公式:单位”1”$=$ 对应量 $\div$ 对应分率。
  4. 分率与量必须一一对应,不可张冠李戴。

【解题策略】

  1. 确定单位”1”是谁,判断其为未知。
  2. 找出已知量及其对应的分率,建立对应关系。
  3. 用”对应量 $\div$ 对应分率 $=$ 单位‘1‘“求解。
  4. 画线段图使量率关系更清晰。

【典型例题】

例1 一桶油,第一天用去 $\dfrac{1}{3}$,第二天用去12千克,还剩这桶油的 $\dfrac{2}{5}$。这桶油原有多少千克?

分析 单位”1”是这桶油的总量,未知。第一天用 $\dfrac{1}{3}$,剩 $\dfrac{2}{5}$,说明两天共用 $1-\dfrac{2}{5}=\dfrac{3}{5}$。其中第一天 $\dfrac{1}{3}$,第二天对应分率为 $\dfrac{3}{5}-\dfrac{1}{3}=\dfrac{9-5}{15}=\dfrac{4}{15}$。对应量是12千克。

解答 第二天的分率:$1-\dfrac{2}{5}-\dfrac{1}{3}=\dfrac{15-6-5}{15}=\dfrac{4}{15}$。总量:$12\div\dfrac{4}{15}=12\times\dfrac{15}{4}=45$(千克)。

答:这桶油原有45千克。

例2 小明读一本书,已读页数是未读的 $\dfrac{3}{5}$,再读20页后,已读页数占总页数的 $\dfrac{1}{2}$。这本书共多少页?

分析 设总页数为单位”1”。已读 $:$ 未读 $= 3:5$,已读占 $\dfrac{3}{8}$。再读20页后已读 $\dfrac{1}{2}$。则 $20$页对应 $\dfrac{1}{2}-\dfrac{3}{8}=\dfrac{4-3}{8}=\dfrac{1}{8}$。

解答 $\dfrac{1}{2}-\dfrac{3}{8}=\dfrac{1}{8}$,总页数 $=20\div\dfrac{1}{8}=160$(页)。

答:这本书共160页。

【举一反三】

  1. 一堆煤,运走 $\dfrac{2}{5}$ 后还剩12吨,这堆煤原有多少吨?($12\div\dfrac{3}{5}=20$吨)
  2. 小红看一本书,已看 $\dfrac{1}{4}$,再看15页正好看了全书的一半,全书多少页?($\dfrac{1}{2}-\dfrac{1}{4}=\dfrac{1}{4}$,$15\div\dfrac{1}{4}=60$页)

第13讲 工程问题(一)

【知识要点】

  1. 工作总量设为1:工程问题中通常把总工程量看作单位”1”。
  2. 工作效率:单位时间完成的工程量,效率 $=\dfrac{1}{\text{工作时间}}$。
  3. 基本公式:工作量 $=$ 效率 $\times$ 时间,时间 $=\dfrac{\text{工作量}}{\text{效率}}$。
  4. 单独完成时间越短效率越高。

【解题策略】

  1. 设工作总量为1,把各人的工作时间转化为效率。
  2. 找清效率和、工作量关系。
  3. 用”工作量 $=$ 效率 $\times$ 时间”列方程或直接计算。

【典型例题】

例1 一项工程,甲单独做15天完成,乙单独做10天完成。甲先做3天后,甲乙合作还需几天?

分析 甲效率 $\dfrac{1}{15}$,乙效率 $\dfrac{1}{10}$。甲做3天完成 $\dfrac{3}{15}=\dfrac{1}{5}$,剩 $1-\dfrac{1}{5}=\dfrac{4}{5}$。合作效率 $\dfrac{1}{15}+\dfrac{1}{10}=\dfrac{2+3}{30}=\dfrac{5}{30}=\dfrac{1}{6}$。

解答 剩余工作量 $\dfrac{4}{5}$,合作效率 $\dfrac{1}{6}$,还需 $\dfrac{4}{5}\div\dfrac{1}{6}=\dfrac{24}{5}=4.8$天。

答:还需4.8天。

例2 加工一批零件,甲单独做8小时完成,乙单独做12小时完成。甲乙合作2小时后,甲离开,乙还需几小时完成?

分析 甲效率 $\dfrac{1}{8}$,乙效率 $\dfrac{1}{12}$,合作效率 $\dfrac{1}{8}+\dfrac{1}{12}=\dfrac{3+2}{24}=\dfrac{5}{24}$。合作2小时完成 $\dfrac{5}{24}\times 2=\dfrac{5}{12}$,剩余 $1-\dfrac{5}{12}=\dfrac{7}{12}$。乙单独效率 $\dfrac{1}{12}$。

解答 $\dfrac{7}{12}\div\dfrac{1}{12}=7$(小时)。

答:乙还需7小时完成。

【举一反三】

  1. 一项工程甲独做20天完成,乙独做30天完成,甲乙合作几天完成?($\dfrac{1}{20}+\dfrac{1}{30}=\dfrac{1}{12}$,$1\div\dfrac{1}{12}=12$天)
  2. 甲独做6天完成,乙独做12天完成,甲先做2天,余下乙做,还需几天?(甲做 $\dfrac{2}{6}=\dfrac{1}{3}$,余 $\dfrac{2}{3}$,$\dfrac{2}{3}\div\dfrac{1}{12}=8$天)

第14讲 工程问题(二)

【知识要点】

  1. 合作效率:多人合作的效率等于各自效率之和。
  2. 轮流工作:按轮流顺序计算一个周期完成的工作量,再用总量除以周期工作量。
  3. 中途换人:分段计算各阶段完成量,注意效率变化。
  4. 工程问题的核心是效率的加减与时间的对应。

【解题策略】

  1. 多人合作:把各自效率相加得到合作效率。
  2. 轮流工作:先算一个完整循环的效率,再看需要几个循环,最后处理尾数。
  3. 注意”谁先做、谁后做、合作多少天”的细节。

【典型例题】

例1 一项工程,甲独做12天完成,乙独做18天完成。甲乙合作若干天后甲离开,乙又做3天完成。甲乙合作了多少天?

分析 乙单独做3天完成 $\dfrac{3}{18}=\dfrac{1}{6}$。合作完成 $1-\dfrac{1}{6}=\dfrac{5}{6}$。合作效率 $\dfrac{1}{12}+\dfrac{1}{18}=\dfrac{3+2}{36}=\dfrac{5}{36}$。

解答 $\dfrac{5}{6}\div\dfrac{5}{36}=\dfrac{5}{6}\times\dfrac{36}{5}=6$(天)。

答:甲乙合作了6天。

例2 一项工程,甲独做10天完成,乙独做15天完成,丙独做20天完成。按甲、乙、丙的顺序每人做一天轮流进行,需几天完成?

分析 甲效率 $\dfrac{1}{10}$,乙效率 $\dfrac{1}{15}$,丙效率 $\dfrac{1}{20}$。一轮(3天)完成 $\dfrac{1}{10}+\dfrac{1}{15}+\dfrac{1}{20}=\dfrac{6+4+3}{60}=\dfrac{13}{60}$。$1\div\dfrac{13}{60}=\dfrac{60}{13}\approx 4.6$轮。

4轮(12天)完成 $\dfrac{52}{60}=\dfrac{13}{15}$,余 $1-\dfrac{13}{15}=\dfrac{2}{15}$。第13天甲做 $\dfrac{1}{10}=\dfrac{2}{20}$,$\dfrac{2}{15}=\dfrac{2}{15}$,比较 $\dfrac{1}{10}$ 和 $\dfrac{2}{15}$:$\dfrac{1}{10}=\dfrac{3}{30}$,$\dfrac{2}{15}=\dfrac{4}{30}$,$\dfrac{1}{10}<\dfrac{2}{15}$,甲一天做不完。第13天做完后余 $\dfrac{2}{15}-\dfrac{1}{10}=\dfrac{4-3}{30}=\dfrac{1}{30}$,第14天乙做需 $\dfrac{1}{30}\div\dfrac{1}{15}=\dfrac{1}{2}$天。

解答 4轮12天完成 $\dfrac{52}{60}$,残余 $\dfrac{8}{60}=\dfrac{2}{15}$。第13天甲完成 $\dfrac{1}{10}$,余 $\dfrac{2}{15}-\dfrac{1}{10}=\dfrac{1}{30}$。第14天乙完成需 $\dfrac{1}{30}\div\dfrac{1}{15}=\dfrac{1}{2}$天。总共 $12+1+\dfrac{1}{2}=\dfrac{29}{2}$天。

答:需要13.5天完成。

【举一反三】

  1. 一项工程甲独做8天完成,乙独做12天完成。甲乙合作2天后甲走,乙完成剩余需几天?(合作率 $\dfrac{5}{24}$,2天做 $\dfrac{5}{12}$,余 $\dfrac{7}{12}$,$\dfrac{7}{12}\div\dfrac{1}{12}=7$天)
  2. 甲独做5天完成,乙独做10天完成,合作多少天完成?($\dfrac{1}{5}+\dfrac{1}{10}=\dfrac{3}{10}$,$1\div\dfrac{3}{10}=\dfrac{10}{3}$天)

第15讲 牛吃草问题

【知识要点】

  1. 核心模型:草场原有草量+生长的草量=被吃的草量。
  2. 假设每头牛每天吃1份草,则:
    - 被吃总量 $=$ 牛数 $\times$ 天数
    - 草的生长速度 $=$ 每天新增草量
  3. 关键公式:设草每天生长 $r$ 份,原有草 $G$ 份,则 $G+$天数$\times r=$牛数$\times$天数。

【解题策略】

  1. 设每头牛每天吃1份草。
  2. 用两组数据列方程求 $r$ 和 $G$。
  3. 再代入新的牛数或天数求另一个量。

【典型例题】

例1 一片草地,27头牛6天吃完,23头牛9天吃完。问21头牛几天吃完?

分析 设每天草生长 $r$ 份,原有草 $G$ 份。则:$G+6r=27\times 6=162$,$G+9r=23\times 9=207$。两式相减:$3r=45$,$r=15$。代入 $G=162-6\times 15=162-90=72$。

解答 $r=15$,$G=72$。21头牛每天净消耗 $21-15=6$份,需 $72\div 6=12$天。

答:21头牛12天吃完。

例2 一片牧场,10头牛20天吃完,15头牛10天吃完。25头牛几天吃完?

分析 $G+20r=10\times 20=200$,$G+10r=15\times 10=150$。相减 $10r=50$,$r=5$,$G=200-20\times 5=100$。

解答 25头牛每天净消耗 $25-5=20$份,$100\div 20=5$天。

答:25头牛5天吃完。

【举一反三】

  1. 12头牛25天吃完草场,20头牛10天吃完。30头牛几天吃完? ($G+25r=300$,$G+10r=200$,$15r=100$,$r=\dfrac{20}{3}$,$G=\dfrac{400}{3}$。每天净消耗 $30-\dfrac{20}{3}=\dfrac{70}{3}$,$\dfrac{400}{3}\div\dfrac{70}{3}=\dfrac{40}{7}\approx 5.7$天)
  2. 一片草地可供24头牛吃6天,或21头牛吃8天。18头牛可吃几天?($G+6r=144$,$G+8r=168$,$2r=24$,$r=12$,$G=72$。每天净消耗 $18-12=6$,$72\div 6=12$天)

第16讲 行程问题进阶

【知识要点】

  1. 基本关系:路程 $=$ 速度 $\times$ 时间。
  2. 相遇问题:两人相向而行,相遇时路程和 $=$ 速度和 $\times$ 时间。
  3. 追及问题:两人同向而行,追及时路程差 $=$ 速度差 $\times$ 时间。
  4. 往返运动:注意方向变化和速度是否改变。
  5. 多次相遇:每次相遇到下次相遇,两人合计走 $2$倍全程(相向而行)。

【解题策略】

  1. 画线段图标明位置和运动方向。
  2. 找准”速度和”或”速度差”以及对应的路程。
  3. 多次相遇问题用”总路程与全程的倍数关系”分析。
  4. 变速问题分段计算每段的时间和路程。

【典型例题】

例1 甲乙两地相距480千米,客车从甲地开往乙地速度60千米/时,货车从乙地开往甲地速度40千米/时。两车同时出发,多少小时后相距80千米?

分析 两车相向而行,速度和 $60+40=100$千米/时。相距80千米有两种情况:相遇前和相遇后。

解答

  • 相遇前:$(480-80)\div 100=4$小时
  • 相遇后:$(480+80)\div 100=5.6$小时

答:4小时或5.6小时后两车相距80千米。

例2 甲乙两人同时从A地出发沿同一公路前行,甲速6千米/时,乙速4千米/时。甲走到B地后立即返回,在距B地3千米处与乙相遇。求AB两地的距离。

分析 设AB距离为 $S$。甲走了 $S+3$ 千米,乙走了 $S-3$ 千米(因为乙还没到B)。时间相同:$\dfrac{S+3}{6}=\dfrac{S-3}{4}$。

解答 $\dfrac{S+3}{6}=\dfrac{S-3}{4}$,$4(S+3)=6(S-3)$,$4S+12=6S-18$,$2S=30$,$S=15$(千米)。

答:AB两地相距15千米。

【举一反三】

  1. 甲乙同时从A、B两地相向而行,甲速5千米/时,乙速3千米/时,30分钟后相遇。AB距离多少?($\left(5+3\right)\times 0.5=4$千米)
  2. 甲追乙,甲速10千米/时,乙速7千米/时,乙先走2小时甲才开始追,甲需几小时追上?(路程差 $14$千米,速度差 $3$千米/时,$14\div 3=\dfrac{14}{3}$小时)

第17讲 列方程解应用题

【知识要点】

  1. 设未知数:通常设所求量为 $x$,有时设其他量为 $x$ 更方便。
  2. 找等量关系:从题目条件中找到能列出等式的关键条件。
  3. 列方程:用含 $x$ 的代数式表示各量,根据等量关系列方程。
  4. 解方程:去括号、移项、合并同类项,求出 $x$。

【解题策略】

  1. 仔细审题,确定未知数和等量关系。
  2. 用线段图或表格辅助理清数量关系。
  3. 列方程时确保等号两边单位一致、含义对等。

【典型例题】

例1 鸡兔同笼,共有头35个,脚94只。鸡和兔各多少只?

分析 设鸡 $x$ 只,兔 $y$ 只。$x+y=35$,$2x+4y=94$。

解答 $x=35-y$,代入:$2(35-y)+4y=94$,$70-2y+4y=94$,$2y=24$,$y=12$,$x=23$。

答:鸡23只,兔12只。

例2 小明买了3本笔记本和2支钢笔共32元,买同样的5本笔记本和3支钢笔共50元。每本笔记本和每支钢笔各多少元?

分析 设笔记本每本 $x$ 元,钢笔每支 $y$ 元。列方程组:$3x+2y=32$,$5x+3y=50$。

解答 第一个方程 $\times 3$:$9x+6y=96$;第二个方程 $\times 2$:$10x+6y=100$。相减:$x=4$。代入第一个方程:$3\times4+2y=32$,$2y=20$,$y=10$。

答:笔记本每本4元,钢笔每支10元。

【举一反三】

  1. 两数之和为48,两数之差为12,求两数。(大数30,小数18)
  2. 鸡兔同笼共20个头56只脚,鸡兔各几只?(鸡12只,兔8只)

第18讲 容斥原理

【知识要点】

  1. 两集合容斥:$|A\cup B|=|A|+|B|-|A\cap B|$。
  2. 三集合容斥:$|A\cup B\cup C|=|A|+|B|+|C|-|A\cap B|-|A\cap C|-|B\cap C|+|A\cap B\cap C|$。
  3. 容斥原理用于解决”至少满足一个条件”的计数问题。
  4. “重复计算的部分要减去,多减的部分要加回”。

【解题策略】

  1. 明确各集合及其交集、并集的含义。
  2. 先把所有集合的元素个数相加。
  3. 减去两两交集(多算的部分)。
  4. 加回三个集合都满足的部分(多减的部分)。

【典型例题】

例1 某班50人,参加数学兴趣小组的有30人,参加英语兴趣小组的有25人,两个都不参加的有5人。两样都参加的有多少人?

分析 参加至少一项的人 $=50-5=45$。设两样都参加 $x$ 人,$|A\cup B|=30+25-x=45$。

解答 $30+25-x=45$,$x=10$。两样都参加的有10人。

例2 全班50人,参加数学组的有30人,参加语文组的有25人,参加英语组的有20人。同时参加数学和语文的15人,同时参加数学和英语的10人,同时参加语文和英语的8人,三科都参加的5人。至少参加一科的有多少人?都不参加的有多少人?

分析 用三集合容斥公式求至少参加一科的人数,再用总人数减去即得都不参加的人数。

解答

$$|A\cup B\cup C|=30+25+20-15-10-8+5=47$$

至少参加一科的有 47人,都不参加的有 $50-47=\mathbf{3}$

【举一反三】

  1. 某班45人,喜欢语文的25人,喜欢数学的20人,两样都不喜欢的有5人。两样都喜欢的几人?($25+20-x=40$,$x=5$人)
  2. 80人中,会游泳的40人,会骑车的30人,两样都会的15人。至少会一项的人数?($40+30-15=55$人)

第19讲 抽屉原理进阶

【知识要点】

  1. 抽屉原理(鸽巢原理):$n+1$ 个物品放入 $n$ 个抽屉,至少有一个抽屉有 $\geq 2$ 个物品。
  2. 推广形式:$kn+1$ 个物品放入 $n$ 个抽屉,至少有一个抽屉有 $\geq k+1$ 个物品。
  3. 最不利原则:考虑最坏情况,求保证结论成立的最少数量。
  4. 关键是合理构造抽屉(分组方式)。

【解题策略】

  1. 确定物品和抽屉分别是什么。
  2. 计算抽屉数和物品数的关系。
  3. 用”最不利原则”求保证成立的最少物品数。

【典型例题】

例1 从1到20的自然数中,至少取多少个数,才能保证有两个数之和为21?

分析 构造抽屉:两数之和为21的配对为 $(1,20), (2,19), \ldots, (10,11)$,共10对(10个抽屉)。最不利取法是从每对中各取1个,取10个数都不满足和为21。再取1个(第11个),必然与已取的某个数配对成功。

解答 共10组配对,最不利取10个(每组1个),第11个必成对。至少取 $\mathbf{11}$ 个。

例2 箱子里有红、黄、蓝三种颜色的球各10个。至少取出多少个球,才能保证有3个同色?

分析 抽屉是3种颜色。最不利:每种颜色各取2个,共 $2\times 3=6$ 个,还没有3个同色。第7个无论什么颜色,该色必有3个。

解答 $2\times 3+1=\mathbf{7}$ 个,保证有3个同色。

【举一反三】

  1. 从1到15中至少取几个数,保证有两个数之和为16?(配对 $(1,15),\ldots,(7,9)$ 共7对加8单独,取8个,第9个保证。答:9个)
  2. 4种颜色的球各20个,至少取几个保证5个同色?($4\times4+1=17$个)

第20讲 循环小数与分数

【知识要点】

  1. 纯循环小数化分数:将一个循环节作分子,分母写与循环节位数相同的若干个9。如 $0.\dot{3}=\dfrac{3}{9}=\dfrac{1}{3}$,$0.\dot{1}\dot{2}=\dfrac{12}{99}=\dfrac{4}{33}$。
  2. 混循环小数化分数:分子 $=$ 去掉小数点后的完整数 $-$ 不循环部分;分母 $=$ 循环节位数个9接不循环位数个0。如 $0.1\dot{6}=\dfrac{16-1}{90}=\dfrac{15}{90}=\dfrac{1}{6}$。
  3. 循环小数和分数之间可以互相转化。

【解题策略】

  1. 纯循环小数:分子取一个循环节,分母取对应个数的9,化简。
  2. 混循环小数:分子取”去掉小数点后的完整数减不循环部分”,分母取”9的个数对应循环节位数 + 0的个数对应不循环位数”。

【典型例题】

例1 将 $0.\dot{4}\dot{5}$ 化为分数。

分析 纯循环小数,循环节”45”有2位。

解答 $0.\dot{4}\dot{5}=\dfrac{45}{99}=\dfrac{5}{11}$。

例2 将 $0.3\dot{8}\dot{1}$ 化为分数。

分析 混循环小数,不循环部分”3”有1位,循环节”81”有2位。分子 $=381-3=378$,分母 $=990$。

解答 $0.3\dot{8}\dot{1}=\dfrac{381-3}{990}=\dfrac{378}{990}=\dfrac{21}{55}$。

【举一反三】

  1. 将 $0.\dot{1}\dot{2}\dot{3}$ 化为分数。($\dfrac{123}{999}=\dfrac{41}{333}$)
  2. 将 $0.2\dot{7}$ 化为分数。($\dfrac{27-2}{90}=\dfrac{25}{90}=\dfrac{5}{18}$)

第21讲 图形面积进阶

【知识要点】

  1. 割补法:将不规则图形分割成规则图形分别计算,或将部分移补拼成规则图形。
  2. 等积变形:同底等高的三角形面积相等,利用此性质进行面积转换。
  3. 差不变原理:两个图形同时增减相同区域,面积差不变。
  4. 比例法:利用线段比例关系求面积比。

【解题策略】

  1. 观察图形特点,选择合适的分割或拼接方式。
  2. 找等高或等底的三角形进行面积转换。
  3. 用差不变原理简化复杂面积关系。
  4. 共角三角形面积比等于对应边平方比。

【典型例题】

例1 一个长方形被两条线段分成四个小长方形,其中三个面积分别为6、8、12(如下排列),求第四个小长方形的面积。

┌──────┬──────┐
│  6   │  8   │
├──────┼──────┤
│  ?   │ 12   │
└──────┴──────┘

分析 设左列宽 $a$,右列宽 $b$,上行高 $h_1$,下行高 $h_2$。$a\times h_1=6$,$b\times h_1=8$,$b\times h_2=12$。求 $a\times h_2$。$\dfrac{a\times h_2}{b\times h_2}=\dfrac{a\times h_1}{b\times h_1}=\dfrac{6}{8}=\dfrac{3}{4}$,故 $a\times h_2=12\times\dfrac{3}{4}=9$。

解答 对角面积之积相等:$6\times 12=8\times x$,$x=\dfrac{72}{8}=\mathbf{9}$。

例2 在三角形ABC中,D是BC中点,E是AD中点,求三角形ABE与三角形ABC的面积比。

分析 D是BC中点,$S_{ABD}=\dfrac{1}{2}S_{ABC}$。E是AD中点,$S_{ABE}=\dfrac{1}{2}S_{ABD}$(E是AD中点,三角形ABE和EBD等底等高)。

解答 $S_{ABE}=\dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{2}S_{ABC}=\dfrac{1}{4}S_{ABC}$。面积比为 $\mathbf{1:4}$。

【举一反三】

  1. 平行四边形ABCD中,E是AB中点,F是BC中点,连DE、DF、EF,三角形DEF面积占平行四边形的几分之几?($\dfrac{1}{4}$)
  2. 梯形上底4下底10高6,对角线把它分成四个三角形,求两个对角三角形面积。(上底处三角形6,下底处三角形30)

第22讲 余数问题

【知识要点】

  1. 同余:若 $a$ 和 $b$ 除以 $m$ 余数相同,则 $a\equiv b\pmod{m}$。
  2. 余数可加性:$(a+b)\bmod m=[(a\bmod m)+(b\bmod m)]\bmod m$。
  3. 余数可乘性:$(a\times b)\bmod m=[(a\bmod m)\times(b\bmod m)]\bmod m$。
  4. 利用同余可以简化大数取余的运算。

【解题策略】

  1. 大数取余时,先分解再用余数可加、可乘性质逐步求。
  2. 幂的余数找规律:计算 $a^n\bmod m$ 时,观察余数循环周期。
  3. 等式成立只需在模 $m$ 下余数相同。

【典型例题】

例1 $3^{100}$ 除以5的余数是多少?

分析 $3^1\bmod 5=3$,$3^2\bmod 5=4$,$3^3\bmod 5=2$,$3^4\bmod 5=1$。周期为4,$100\div 4=25$余0,故 $3^{100}\equiv 3^4\equiv 1\pmod{5}$。

解答 $3^n\bmod 5$ 周期为4(3, 4, 2, 1),$100\equiv 0\pmod 4$,取 $3^4\bmod 5=1$。余数为 $\mathbf{1}$。

例2 $7^{2023}$ 除以11的余数是多少?

分析 $7^1\equiv7$,$7^2\equiv49\equiv5$,$7^3\equiv5\times7=35\equiv2$,$7^4\equiv2\times7=14\equiv3$,$7^5\equiv3\times7=21\equiv10$,$7^6\equiv10\times7=70\equiv4$,$7^7\equiv4\times7=28\equiv6$,$7^8\equiv6\times7=42\equiv9$,$7^9\equiv9\times7=63\equiv8$,$7^{10}\equiv8\times7=56\equiv1\pmod{11}$。周期10。

解答 $7^{10}\equiv1\pmod{11}$,周期10。$2023\bmod 10=3$,余数 $=7^3\bmod 11=2$。余数为 $\mathbf{2}$。

【举一反三】

  1. $2^{10}$ 除以7的余数?($2^3\equiv1\pmod7$,$2^{10}=2^{3\times3+1}\equiv2\pmod7$,余2)
  2. $5^{20}$ 除以13的余数?($5^2=25\equiv12$,$5^4\equiv144\equiv1$,周期4,$20\div4=5$余0,余1)

第23讲 中国剩余定理初步

【知识要点】

  1. 物不知数问题:一个数除以3余 $a$,除以5余 $b$,除以7余 $c$,求这个数。
  2. 逐步满足条件法:先满足第一个条件,再在此基础上调整以满足第二个条件,逐步叠加。
  3. 核心思想:在满足已有条件的基础上加上模数的倍数,不破坏已有条件的同时满足新条件。

【解题策略】

  1. 先写出第一个条件的通解形式。
  2. 代入第二个条件求出新的通解。
  3. 再代入第三个条件,直到满足所有条件。
  4. 取最小正整数解。

【典型例题】

例1 一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2。求满足条件的最小正整数。

分析 逐步满足法。

解答

  • 满足”除以3余2”:$2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23, \ldots$(通解 $3k+2$)
  • 在其中找”除以5余3”:$2\bmod5=2$(否),$5\bmod5=0$(否),$8\bmod5=3$(是)。通解 $8+15m$($3\times5=15$)
  • 在 $8, 23, 38, 53, \ldots$ 中找”除以7余2”:$8\bmod7=1$(否),$23\bmod7=2$(是)

最小正整数为 $\mathbf{23}$。

例2 一组士兵,5人一排多3人,7人一排多2人,11人一排多8人。最少多少士兵?

分析 逐步满足法。

解答

  • 满足”除以5余3”:$3, 8, 13, 18, 23, 28, 33, \ldots$
  • 找”除以7余2”:$23\bmod7=2$(是)。通解 $23+35m$
  • $23, 58, 93, 128, 163, 198, 233, 268, 303, 338, \ldots$ 中找”除以11余8”:$23\bmod11=1$,$58\bmod11=3$,$93\bmod11=5$,$128\bmod11=7$,$163\bmod11=9$,$198\bmod11=0$,$233\bmod11=2$,$268\bmod11=4$,$303\bmod11=6$,$338\bmod11=8$(是)

验证:$338\div5=67\cdots3$✓,$338\div7=48\cdots2$✓,$338\div11=30\cdots8$✓。

答:最少338人。

【举一反三】

  1. 一个数除以3余1,除以5余4,除以7余3,求最小正整数。(29)
  2. 一个数除以4余1,除以5余2,除以7余6,求最小正整数。(97)

第24讲 逻辑推理

【知识要点】

  1. 条件推理:根据已知条件逐步排除或确认。
  2. 表格法:列表标出条件,用”✓”和”✗”逐步填满。
  3. 假设法:假设某结论成立,推理是否产生矛盾。
  4. 每个条件都要充分利用,矛盾即排除。

【解题策略】

  1. 列出所有对象和属性,画表格。
  2. 从确定条件入手,逐步排除。
  3. 善用假设验证法快速锁定范围。
  4. 检查矛盾确保推理一致。

【典型例题】

例1 甲、乙、丙三人分别喜欢语文、数学、英语中的一门(各不相同)。已知:①甲不喜欢语文;②乙不喜欢数学;③喜欢英语的不是丙。求各人喜欢的科目。

分析 用排除法。由③英语不是丙;甲不喜欢语文(甲选数学或英语);乙不喜欢数学(乙选语文或英语)。

解答

若甲选数学:乙只能选英语或语文,但若乙选英语则丙选语文。检查③:英语是乙不是丙✓。全部满足。
- 甲-数学,乙-英语,丙-语文。

答:甲喜欢数学,乙喜欢英语,丙喜欢语文。

例2 四人赛跑,赛后问名次。A说”我不是第一”,B说”我是第二”,C说”我是第四”,D说”我不是第四”。四人中只有一人说错,求各人名次。

分析 逐一假设谁说错。

解答

假设B说错(B不是第二):A不是第一、C是第四、D不是第四(与C是第四一致)。名次为1/2/3/4:C是4,D不是4✓,A不是1,B不是2。排:第一位是D,第二位是A,第三位是B,第四位是C。
- 验证:A说”不是第一”✓(第二),B说”我是第二”✗(第三),C说”我是第四”✓,D说”我不是第四”✓。只有B说错。✅

答:第一D,第二A,第三B,第四C。

【举一反三】

  1. 甲乙丙三人中,一人是老师、一人是医生、一人是工人。已知:甲不是医生,乙不是老师,丙不是工人,且医生比乙年龄大。各是什么职业?(甲是老师,乙是工人,丙是医生)
  2. 红、黄、蓝三个盒子分别装苹果、橘子和梨。红盒不装橘子,黄盒不装苹果,蓝盒不装梨,且苹果不在黄盒。各盒装什么?(红盒装苹果,黄盒装梨,蓝盒装橘子)

第25讲 统计与平均数

【知识要点】

  1. 平均数:$\text{平均数}=\dfrac{\text{总和}}{\text{个数}}$。
  2. 移多补少法:把高于平均数的部分移给低于平均数的部分,使各数相等。
  3. 基准数法:取一个基准数,其他数与基准数比较,求差的平均再加基准。
  4. 加权平均数:各组数值乘以权重后求和再除以总权重。

【解题策略】

  1. 已知总和和个数求平均,直接相除。
  2. 已知平均和个数求总和:平均 $\times$ 个数 $=$ 总和。
  3. 已知部分数和部分平均求另一个数:先算总和,再用总平均求补齐。
  4. 两组数据合并时,用总不变原理求解。

【典型例题】

例1 五次数学测试成绩分别为85、88、92、79、96,求平均分。

分析 取基准数90,差为 $-5, -2, +2, -11, +6$,差之和 $=-10$,平均 $=90+(-10\div5)=90-2=88$。

解答 总和 $=85+88+92+79+96=440$,平均 $=440\div5=88$(分)。

例2 小明前4次测验平均90分,第5次要考多少分才能使5次平均达到92分?

分析 前4次总分 $=90\times4=360$。5次平均92需总分 $=92\times5=460$。第5次 $=460-360=100$。

解答 第5次需考 $92\times5-90\times4=460-360=100$(分)。

答:第5次需考100分。

【举一反三】

  1. 六个数平均12,去掉最大的数后平均10,最大的数是多少?($12\times6-10\times5=72-50=22$)
  2. 甲乙两组平均分分别为85和90,人数之比2:3,求合并后的平均分。($\dfrac{85\times2+90\times3}{5}=\dfrac{170+270}{5}=\dfrac{440}{5}=88$分)

学习建议:本书25讲涵盖了五年级奥数的核心知识点。建议按顺序学习,每讲先理解知识要点,再掌握解题策略,通过例题体会方法,最后完成举一反三练习巩固提升。遇到困难时多画图、多列式、多验证,培养严谨的数学思维。