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5-4-1 约数与倍数(一).教师版.doc

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5-4-1.约数与倍数(一) 教学目标 1. 本讲主要对课本中的:约数、公约数、最大公约数;倍数、公倍数、最小公倍数性质的应用。 2. 本讲核心目标:让孩子对数字的本质结构有一个深入的认识, 例如:(1)约数、公约数、最大公约数;倍数、公倍数、最小公倍数的内在关系; (2)整数唯一分解定理:让学生自己初步领悟“任何一个数字都可以表示为 而且表达形式唯一” 知识点拨 一、 约数、公约数与最大公约数概念 ☆ △ △  ☆ ...   ☆ △ 的结构, (1)约数:在正整数范围内约数又叫因数,整数 a 能被整数 b 整除,a 叫做 b 的倍数,b 就叫做 a 的约数; (2)公约数:如果一个整数同时是几个整数的约数,称这个整数为它们的“公约数”; (3)最大公约数:公约数中最大的一个就是最大公约数; (4)0 被排除在约数与倍数之外 1. 求最大公约数的方法 ①分解质因数法:先分解质因数,然后把相同的因数连乘起来. 例如: 231 3 7 11    , 252 2 3 7   2 2 21  ,所以 (231,252) 3 7    ; 218 12 3 9 6 3 2 ②短除法:先找出所有共有的约数,然后相乘.例如: ,所以 (12,18)    ; 2 3 6 ③辗转相除法:每一次都用除数和余数相除,能够整除的那个余数,就是所求的最大公约数.用辗转相 除法求两个数的最大公约数的步骤如下:先用小的一个数除大的一个数,得第一个余数;再用第一个余数除 小的一个数,得第二个余数;又用第二个余数除第一个余数,得第三个余数;这样逐次用后一个余数去除前 一个余数,直到余数是 0 为止.那么,最后一个除数就是所求的最大公约数.(如果最后的除数是 1,那么原 来的两个数是互质的). 例如,求 600 和 1515 的最大公约数: 1515 600     ;所以 1515 和 600 的最大公约数是 15. 315 2 0    ; 600 315 1 285   ; 315 285 1 30   ;    ; 30 15 2 285 30 9 15 2. 最大公约数的性质  ①几个数都除以它们的最大公约数,所得的几个商是互质数; ②几个数的公约数,都是这几个数的最大公约数的约数; ③几个数都乘以一个自然数 n ,所得的积的最大公约数等于这几个数的最大公约数乘以 n . 3. 求一组分数的最大公约数 先把带分数化成假分数,其他分数不变;求出各个分数的分母的最小公倍数 a;求出各个分数的分子的最 大公约数 b; b a 即为所求. 4. 约数、公约数最大公约数的关系 5-4-1.约数与倍数(一).题库 教师版 page 1 of 8
(1)约数是对一个数说的; (2)公约数是最大公约数的约数,最大公约数是公约数的倍数 二、倍数的概念与最小公倍数 (1)倍数:一个整数能够被另一整数整除,这个整数就是另一整数的倍数 (2)公倍数:在两个或两个以上的自然数中,如果它们有相同的倍数,那么这些倍数就叫做它们的公倍数 (3)最小公倍数:公倍数中最小的那个称为这些正整数的最小公倍数。 1. 求最小公倍数的方法 ①分解质因数的方法; 例如: 231 3 7 11    , ②短除法求最小公倍数; 252  2 2 2  3  ,所以 7 231,252   2 2 2  3 7 11 2772    ; ,所以 18,12       ; 2 3 3 2 36 218 12 3 9 6 3 2 a b  ( , ) a b  . 例如: ③[ , ] a b 2. 最小公倍数的性质 ①两个数的任意公倍数都是它们最小公倍数的倍数. ②两个互质的数的最小公倍数是这两个数的乘积. ③两个数具有倍数关系,则它们的最大公约数是其中较小的数,最小公倍数是较大的数. 3. 求一组分数的最小公倍数方法步骤 先将各个分数化为假分数;求出各个分数分子的最小公倍数 a ;求出各个分数分母的最大公约数 b ;b a 即 为所求.例如: 3 5 , 4 12 [ ]  [3,5] (4,12)  15 4 注意:两个最简分数的最大公约数不能是整数,最小公倍数可以是整数.例如: 4. 倍数、公倍数、最小公倍数的关系 (1)倍数是对一个数说的; (2)最小公倍数是公倍数的约数,公倍数是最小公倍数的倍数 三、最大公约数与最小公倍数的常用性质    1 4, 2 3       1,4   2,3  4 1. 两个自然数分别除以它们的最大公约数,所得的商互质。 如果 m 为 A 、B 的最大公约数,且 A ma ,B mb ,那么 a b、 互质,所以 A 、B 的最小公倍数为 mab , 所以最大公约数与最小公倍数有如下一些基本关系:   ① A B ma mb m mab ②最大公约数是 A 、 B 、 A B 、 A B 及最小公倍数的约数.    ,即两个数的最大公约数与最小公倍数之积等于这两个数的积; 2. 两个数的最大公约和最小公倍的乘积等于这两个数的乘积。 即 ( , ) a b   ,此性质比较简单,学生比较容易掌握。 [ , ] a b a b  3. 对于任意 3 个连续的自然数,如果三个连续数的奇偶性为 a)奇偶奇,那么这三个数的乘积等于这三个数的最小公倍数 5-4-1.约数与倍数(一).题库 教师版 page 2 of 8
210    ,210 就是 567 的最小公倍数 例如: 5 6 7 b)偶奇偶,那么这三个数的乘积等于这三个数最小公倍数的 2 倍 例如: 6 7 8 336    ,而 6,7,8 的最小公倍数为 336 2 168   性质(3)不是一个常见考点,但是也比较有助于学生理解最小公倍数与数字乘积之间的大小关系,即“几 个数最小公倍数一定不会比他们的乘积大”。 四、求约数个数与所有约数的和 1. 求任一整数约数的个数 一个整数的约数的个数是在对其严格分解质因数后,将每个质因数的指数(次数)加 1 后所得的乘积。 如:1400 严格分解质因数之后为 3 2  ,所以它的约数有(3+1)×(2+1) ×(1+1)=4×3×2=24 个。(包括 1 和 7 5  2 1400 本身) 约数个数的计算公式是本讲的一个重点和难点,授课时应重点讲解,公式的推导过程是建立在开篇讲过 的数字“唯一分解定理”形式基础之上,结合乘法原理推导出来的,不是很复杂,建议给学生推导并要求其掌 握。难点在于公式的逆推,有相当一部分常考的偏难题型考察的就是对这个公式的逆用,即先告诉一个数有 多少个约数,然后再结合其他几个条件将原数“还原构造”出来,或者是“构造出可能的最值”。 2. 求任一整数的所有约数的和 一个整数的所有约数的和是在对其严格分解质因数后,将它的每个质因数依次从 1 加至这个质因数的最 高次幂求和,然后再将这些得到的和相乘,乘积便是这个合数的所有约数的和。 3 3 21000 2  3 2 2 )(1 3)(1 5 5  如: (1 2 2 此公式没有第一个公式常用,推导过程相对复杂,需要许多步提取公因式,建议帮助学生找规律性的记  ,所以 21000 所有约数的和为 7   3 5    3 5 )(1 7) 74880      2 忆即可。 例题精讲 模块一、求最大公约数 【例 1】 把一张长 1 米 3 分米 5 厘米、宽 1 米 5 厘米的纸裁成同样大小的正方形纸块,而没有剩余,问:能 裁成最大的正方形纸块的边长是多少?共可裁成几块? 【考点】求最大公约数 【难度】2 星 【题型】解答 【解析】要把一张长方形的纸裁成同样大小的正方形纸块,还不能有剩余,这个正方形纸块的边长应该是长 【解析】 方形的长和宽的公约数.由于题目要求的是最大的正方形纸块,所以正方形纸块的边长是长方形的 长和宽的最大公约数.1 米 3 分米 5 厘米=135 厘米,1 米 5 厘米=105 厘米, (135,105) 15 ,长方 (平方厘米),共可 形纸块的面积为135 105 14175 裁成正方形纸块14175 225 63 (平方厘米),正方形纸块的面积为15 15 225 (张).       【答案】边长 15,裁成 63 块 【巩固】一个房间长 450 厘米,宽 330 厘米.现计划用方砖铺地,问需要用边长最大为多少厘米的方砖多少 【巩固】 块(整块),才能正好把房间地面铺满? 【考点】求最大公约数 【难度】2 星 【题型】解答 【解析】要使方砖正好铺满地面,房间的长和宽都应是方砖边长的倍数,也就是方砖边长厘米数必须是房间 【解析】 长、宽厘米数的公约数.由于题中要求方砖边长尽可能大,所以方砖边长应为房间长与宽的最大公 约数.450 和 330 的最大公约数是 30. 450 30 15  ,共需15 11 165  , 330 30 11 (块).     【答案】边长 30,需要 165 块 【例 2】 将一个长和宽分别是是 1833 厘米和 423 厘米的长方形分割成若干修正在方形,则正方形最少是 )个。 ( (A)78 (C)5 (D)6 【考点】求最大公约数 【难度】2 星 【题型】选择 (B)7 5-4-1.约数与倍数(一).题库 教师版 page 3 of 8
【关键词】华杯赛,初赛,第 3 题 【解析】本题不是求1833 与 423 的最大公约数,因为题目没有强调是相同正方形,所以应该用辗转相处法, 求商,因为1833 423=4 423 141=3   【答案】 B  ,所以先切成 423 423 141  的共有 4 个 剩下长方形141 423  的 ,所以应该还可以切成 3 个,所以一共有 4 3=7  个,选择 B 【例 3】 如图,某公园有两段路,AB=175 米,BC=125 米,在这两段路上安装路灯,要求 A、B、C 三点 各设一个路灯,相邻两个路灯间的距离都相等,则在这两段路上至少要安装路灯___个. 【考点】求最大公约数 【难度】2 星 【题型】填空 【关键词】华杯赛,六年级,初赛,第 7 题 【解析】175 与 125 的最大公约数为 25,所以取 25 米为两灯间距,175=25×7,125=25×5,AB 段应按 7+1 =8 盏灯,BC 段应按 5+1=6 盏灯,但在 B 点不需重复按灯,故共需安装 8+6-1=13(盏) 【答案】13 盏 【例 4】 把 20 个梨和 25 个苹果平均分给小朋友,分完后梨剩下 2 个,而苹果还缺 2 个,一共最多有多少个 小朋友? 【考点】求最大公约数 【难度】3 星 【题型】解答 【解析】此题相当于梨的总数是人数的整数倍还多 2 个,苹果数是人数的整数倍还缺 2 个,所以减掉 2 个梨, 【解析】 补充 2 个苹果后,18 个梨和 27 个苹果就都是人数的整数倍了,即人数是 18 和 27 的公约数,要求 最多的人数,即是 18 和 27 的最大公约数 9 了. 【答案】9 人 【例 5】 有 336 个苹果,252 个桔子,210 个梨,用这些水果最多可以分成多少份同样的礼物?在每份礼物 中,三样水果各多少? 【考点】求最大公约数 【难度】3 星 【题型】解答 【解析】此题本质上也是要求出这三种水果的最大公约数,有 (336,252,210) 【解析】 42 , 即可以分 42 份,每份中有 苹果 8 个,桔子 6 个,梨 5 个. 【答案】42 份,每份中有苹果 8 个、桔子 6 个、梨 5 个 【巩固】教师节那天,某校工会买了 320 个苹果、240 个桔子、200 个鸭梨,用来慰问退休的教职工,问用这 【巩固】 些果品,最多可以分成多少份同样的礼物(同样的礼物指的是每份礼物中苹果、桔子、鸭梨的个数彼 此相等)?在每份礼物中,苹果、桔子、鸭梨各多少个? 【考点】求最大公约数 【难度】3 星 【题型】解答 【解析】因为 (320,240,200) 【解析】 40 ,320 40 8  , 240 40 6    , 200 40 5  ,所以最多可分 40 份,每份中有  8 个苹果 6 个桔子,5 个鸭梨. 【答案】可分 40 份,每份中有 8 个苹果 6 个桔子,5 个鸭梨. 模块二、约数 【例 6】 2004 的约数中,比 100 大且比 200 小的约数是 【考点】约数 【难度】1 星 【题型】填空 【关键词】希望杯,五年级,初赛,第 4 题,5 分 【解析】2004=3×4×167,所以结果为 167 【答案】167 。 【例 7】 过冬了,小白兔只储存了 180 只胡萝卜,小灰兔只储存了 120 棵大白菜,为了冬天里有胡萝卜吃, 小灰兔用十几棵大白菜换了小白兔的一些胡萝卜,这时他们储存的粮食数量相等,则一棵大白菜 可以换__________只胡萝卜。 【考点】约数 【难度】2 星 【题型】填空 5-4-1.约数与倍数(一).题库 教师版 page 4 of 8
【关键词】希望杯,六年级,一试,第 13 题 【解析】方法一:若使他们存储粮食的数量相等,需要将小白兔的胡萝卜给小灰兔 (只), 但是本题需要去换,即若干次换完后要多 30 个胡萝卜即可,若想用十几颗大白菜换,而 30 里面只 有15 这个约数是十几,所以需要换 15 次,,每次换后要多 30 15=2 (只),所以 1 棵白菜换了 2 1=3 只胡萝卜 180 120 2=30      方法二:设 1 棵白菜换 x 只胡萝卜,灰兔用 a 棵白菜换胡萝卜,则   10,20 a , 1 2 x   ,∴ 15a ax a 2 15     30 1    a x  , ,∴ 3x ,    180 ⇒ 即 1 棵白菜换了 3 只胡萝卜 a ax 120 【答案】 3 只 【例 8】 一个自然数,它的最大的约数和次大的约数的和是 111,这个自然数是________. 【考点】约数 【难度】3 星 【题型】填空 【关键词】华杯赛,六年级,决赛,第 7 题 【解析】因为 111 是奇数,而奇数=奇数+偶数,所以所求数的最大约数与次大约数必为一奇一偶。而一个 数的最大约数是其自身,而一个数如有偶约数此数必为偶数,而一个偶数的次大约数应为这个偶数 1 2 的 【答案】 74 ,设这个次大约数为 a,则最大约数为 2a,a+2a=111,求得 a=37,2a=74,即所求数为 74。 【例 9】 一个两位数有 6 个约数,且这个数最小的 3 个约数之和为 10,那么此数为几? 【考点】约数 【难度】3 星 【题型】解答 【解析】最小的三个约数中必然包括约数 1,除去 1 以外另外两个约数之和为 9,由于 9 是奇数,所以这两个 【解析】 约数的奇偶性一定是相反的,其中一定有一个是偶数,如果一个数包含偶约数,那么它一定是 2 的 倍数,即 2 是它的约数。于是 2 是这个数第二小的约数,而第三小的约数是 7,所以这个两位数是 14 的倍数,由于这个两位数的约数中不含 3、4、5、6,所以这个数只能是 14 或 98,其中有 6 个约 数的是 98. 【答案】98 【例 10】如果你写出 12 的所有约数,1 和 12 除外,你会发现最大的约数是最小约数的 3 倍.现有一个整数 n,除掉它的约数 1 和 n 外,剩下的约数中,最大约数是最小约数的 15 倍,那么满足条件的整数 n 有哪些? 【考点】约数 【难度】3 星 【题型】解答 【解析】设整数 n 除掉约数 1 和 n 外,最小约数为 a,可得最大约数为15a ,那么 【解析】 n 3、5、a 都为 n 的约数.因为 a 是 n 的除掉约数 1 外的最小约数,那么 3 当 3  .所以满足条件的整数 n 有 60 和 135. 15 3  135 n  2 a  时, 【答案】n 有 60 和 135 a   15 15 a a  a  .当 2 n  a  时, 3 5 a    .则 15 2   ; 60 2 2 2 模块三、公约数与最大公约数综合 【例 11】马鹏和李虎计算甲、乙两个两位数的乘积,马鹏把甲数的个位数字看错了,得乘积 473;李虎把甲 数的十位数字看错了,得乘积 407,那么甲、乙两数的乘积应是______. 【考点】公约数与最大公约数综合 【难度】3 星 【题型】填空 【解析】乙数是 473 与 407 的公约数.473 与 407 的最大公约数是 11,11 是质数,它的两位数约数只有 11,所 【解析】  ,所以甲数是 47,甲、乙两数的乘积应为:47 11 517 .  ,407 37 11    【答案】甲、乙两数的乘积应为: 47 11 517 以乙数是 11,又 473 43 11    【例 12】用 2、3、4、5、6、7 这六个数码组成两个三位数 A 和 B,那么 A、B、540 这三个数的最大公约数 最大可能是___________. 【考点】公约数与最大公约数综合 【难度】3 星 【题型】填空 【解析】 【解析】  2 3 3  2  ,A、B、540 这三个数的最大公约数是 540 的约数,而 540 的约数从大到小排列依 5 540 次为:540、270、180、135、108、90……由于 A 和 B 都不能被 10 整除,所以 540、270、180 都不 是 A 和 B 的约数.由于 A 和 B 不能同时被 5 整除,所以 135 也不是 A 和 B 的公约数.540 的约数除 5-4-1.约数与倍数(一).题库 教师版 page 5 of 8
去这些数后最大的为 108,考虑 108 的三位数倍数,有 108、216、324、432、540、648、756、864、 972,其中由 2、3、4、5、6、7 这六个数码组成的有 324、432 和 756,易知当 A 和 B 一个为 756、 另一个为 324 或 432 时,A、B、540 这三个数的最大公约数为 108,所以 A、B、540 这三个数的最 大公约数最大可能是 108. 【答案】108 【例 13】现有三个自然数,它们的和是 1111,这样的三个自然数的公约数中,最大的可以是多少? 【考点】公约数与最大公约数综合 【难度】3 星 【题型】解答 【解析】只知道三个自然数的和,不知道三个自然数具体是几,似乎无法求最大公约数.只能从唯一的条件“它 【解析】 们的和是 1111”入手分析.三个数的和是 1111,它们的公约数一定是 1111 的约数.因为1111 11 101  , 它的约数只能是 1,11,101 和 1111,由于三个自然数的和是 1111,所以三个自然数都小于 1111, 1111 不可能是三个自然数的公约数,而 101 是可能的,比如取三个数为 101,101 和 909.所以所求 数是 101.  【答案】101 【例 14】10 个非零不同自然数的和是 1001,则它们的最大公约数的最大值是多少? 【考点】公约数与最大公约数综合 【难度】3 星 【题型】解答 【解析】设 M 为这 10 个非零不同自然数的最大公约数,那么这 10 个不同的自然数分别可以表示为: 【解析】 1 2 2 , ( 10 ,..., , a a 2 Ma ,其中 1 Ma Ma 那么根据题意有: ( M a 1 因为 10 个不同非零自然数的和最小为 55,所以 M 最大可以为 13 ) 1001 7 11 13      ) 1  ,..., a 10 a 10 ...   a 【答案】13 【巩固】100 个非 0 自然数的和等于 2006,那么它们的最大公约数最大可能值是( 【巩固】 【考点】公约数与最大公约数综合 【难度】3 星 【题型】填空 【关键词】华杯赛,决赛,第 8 题,10 分 【解析】2006=2×17×59,现在要求最大公约数最大,则让整个一百个数的和除以约数后的商尽可能的小,且 还应该为 2006 的一个约数,100 个非 0 自然数的和最小且符合是 2006 的一个约数的为 2×59=118。 所以,最大公约数的最大可能值为 17。 )。 【答案】17 【例 15】三个两两不同的正整数,和为 126,则它们两两最大公约数之和的最大值为 【考点】公约数与最大公约数综合 【难度】5 星 【题型】填空 【关键词】迎春杯,高年级,决赛,11 题 【解析】假设这三个数分别为 a , b , c ,且 a b c    ,要求的是 a b c   ,则 126 , a b .    , b c    , a c  的最 ,a b 是 a 和 b 的最大公约数,根据辗转相除法求最大公约数的过程,可以知道  , a b a ,a b 也是 b a 和    . b a a , , a b     ,b c ,a b ,b c ,a c 大值. 由于  ,a b a 的最大公约数,而一个数的约数不可能比这个数大,所以 ,b c ,a c 同理可得, c a   . ,a b a ,  由 5 3 b a   ; ,b c b , 由 4 c b  ;  ,a c a , 由 三式相加可得  7 , a b   故   也就是说    要使等号成立,必须使五个不等式 等号都成立,即 a ,   ; ,a c b , c b    得到   5 , 2 7 b a a b b a a       得到    3 7 , 4 c b c b b c b      得到   7 , 7 a ; c a a c      7 , 7 , 5 3 a c b a b c   4 4    , a b c a c   7 7    , a c 的最大值为 72. a , ,b c   , b a ,b c ,a b   , b a ,a b b , a , 126 72  . ,a b ,a b   c b   , a b , a b , b c , b c 4 7 4         a   a b c   ,  ,b c   , c b b , ,a c ,b c   , c b a ,得到 2 ,a c a , 4 a 中的 c a , b 5-4-1.约数与倍数(一).题库 教师版 page 6 of 8
: 1: 2 : 4 a b c  时等号成立.在本题中就是 a ,b ,c 分别为 18,36,72 时它们两两最大公约数之 即 : 和取得最大值 72. 小结:本题的结论1: 2 : 4 较容易猜到,但证明起来较困难.另外可能会有人猜到 : 到最大值,这是错误的. 1: 2 :3 时取 a b c  : 【答案】 72 【例 16】用1 9 这九个数码可以组成 362880 个没有重复数字的九位数,求这些数的最大公约数. 【考点】公约数与最大公约数综合 【难度】4 星 【题型】解答 【解析】 1 2 【解析】 ,是 9 的倍数,因而 9 是这些数的公约数.又 123456789 和 123456798 这两个数只 差 9,这两个数的最大公约数是它们的差的约数,即是 9 的约数,所以 9 是这两个数的最大公约数.从 而 9 是这 362880 个数的最大公约数.     45 9 【答案】9 【例 17】少年宫手工组的小朋友们做工艺品“猪娃娃”。每个人先各做一个纸“猪娃娃”;接着每 2 个人合做一 个泥“猪娃娃”;然后每 3 个人合做一个布“猪娃娃”;最后每 4 个人合做一个电动“猪娃娃”。这样下 来,一共做了 100 个“猪娃娃”,由此可知手工组共有 个小朋友。 【考点】公约数与最大公约数综合 【难度】3 星 【题型】填空 【关键词】希望杯,4 年级,1 试 【解析】设有如果有 1,2,3,4  12 个人,12 个人做 12 个纸娃,6 个泥娃,4 个布娃,3 个电动娃,共 25 个, 做 100 要 4 个 12 人,即 48 人. 【答案】 48 人 【例 18】一根长为 L 的木棍,用红色刻度线将它分成 m 等份,用黑色刻度将它分成 n 等份(m>n)。(1)设 x 是红色与黑色刻度线重合的条数,请说明:x+1 是 m 和 n 的公约数;(2)如果按刻度线将该木棍锯 成小段,一共可以得到 170 根长短不等的小棍,其中最长的小棍恰有 100 根。试确定 m 和 n 的值。 【考点】公约数与最大公约数综合 【难度】5 星 【题型】解答 【关键词】华杯赛,决赛,14 题, 10 分 【解析】① 同样, ② 由题设, 所以, , , , , , 即 13+n 是 13×13 的因数,13×13 只有 3 个因数:1,13, .所以, 甲追上乙的位置(3 分):③会判断丙在甲追上乙的时刻所爬行的距离(3 分)。 即 13+n 是 13×13 的因数,13×13 只有 3 个因数:1,13,13。所以, 13+n= ,n= -13=156,m=12。 求出正整 m,n 的另一方法:使 , . 设 m=Ka,n=Kb,(a,b)=1,代入上式, . 5-4-1.约数与倍数(一).题库 教师版 page 7 of 8
(b 一 a)和 a,b 都互质,一定整除 K。记 d= 是正整数,b>a 则有: . 由上式和 b>a,b=13,a=1,d=1。所以,K=12,m 和 n 有唯一解,m=13,n=156。 符:m=13,n=156。 【答案】(1) ,同样, (2) m=13,n=156 5-4-1.约数与倍数(一).题库 教师版 page 8 of 8
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