例8 甲、乙兩人進(jìn)行下面的游戲.
兩人先約定一個(gè)整數(shù)N.然后,由甲開始,輪流把0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十個(gè)數(shù)字之一填入下面任一個(gè)方格中
每一方格只填一個(gè)數(shù)字,六個(gè)方格都填上數(shù)字(數(shù)字可重復(fù))后,就形成一個(gè)六位數(shù).如果這個(gè)六位數(shù)能被N整除,就算乙勝;如果這個(gè)六位數(shù)不能被N整除,就算甲勝.
如果N小于15,當(dāng)N取哪幾個(gè)數(shù)時(shí),乙能取勝?
解:N取偶數(shù),甲可以在最右邊方格里填一個(gè)奇數(shù)(六位數(shù)的個(gè)位),就使六位數(shù)不能被N整除,乙不能獲勝.N=5,甲可以在六位數(shù)的個(gè)位,填一個(gè)不是0或5的數(shù),甲就獲勝.
上面已經(jīng)列出乙不能獲勝的N的取值.
如果N=1,很明顯乙必獲勝.
如果N=3或9,那么乙在填最后一個(gè)數(shù)時(shí),總是能把六個(gè)數(shù)字之和,湊成3的整數(shù)倍或9的整數(shù)倍.因此,乙必能獲勝.
考慮N=7,11,13是本題最困難的情況.注意到1001=7×11×13,乙就有一種必勝的辦法.我們從左往右數(shù)這六個(gè)格子,把第一與第四,第二與第五,第三與第六配對,甲在一對格子的一格上填某一個(gè)數(shù)字后,乙就在這一對格子的另一格上填同樣的數(shù)字,這就保證所填成的六位數(shù)能被1001整除.根據(jù)前面講到的性質(zhì)2,這個(gè)六位數(shù),能被7,11或13整除,乙就能獲勝.
綜合起來,使乙能獲勝的N是1,3,7,9,11,13.
記住,1001=7×11×13,在數(shù)學(xué)競賽或者做智力測驗(yàn)題時(shí),常常是有用的.
二、分解質(zhì)因數(shù)
一個(gè)整數(shù),它的約數(shù)只有1和它本身,就稱為質(zhì)數(shù)(也叫素?cái)?shù)).例如,2,5,7,101,….一個(gè)整數(shù)除1和它本身外,還有其他約數(shù),就稱為合數(shù).例如,4,12,99,501,….1不是質(zhì)數(shù),也不是合數(shù).也可以換一種說法,恰好只有兩個(gè)約數(shù)的整數(shù)是質(zhì)數(shù),至少有3個(gè)約數(shù)的整數(shù)是合數(shù),1只有一個(gè)約數(shù),也就是它本身.
質(zhì)數(shù)中只有一個(gè)偶數(shù),就是2,其他質(zhì)數(shù)都是奇數(shù).但是奇數(shù)不一定是質(zhì)數(shù),例如,15,33,….
例9 ○+(□+△)=209.
在○、□、△中各填一個(gè)質(zhì)數(shù),使上面算式成立.
解:209可以寫成兩個(gè)質(zhì)數(shù)的乘積,即
209=11×19.
不論○中填11或19,□+△一定是奇數(shù),那么□與△是一個(gè)奇數(shù)一個(gè)偶數(shù),偶質(zhì)數(shù)只有2,不妨假定△內(nèi)填2.當(dāng)○填19,□要填9,9不是質(zhì)數(shù),因此○填11,而□填17.
這個(gè)算式是 11×(17+2)=209,
11×(2+17)= 209.
解例9的首要一步是把209分解成兩個(gè)質(zhì)數(shù)的乘積.把一個(gè)整數(shù)分解成若干個(gè)整數(shù)的乘積,特別是一些質(zhì)數(shù)的乘積,是解決整數(shù)問題的一種常用方法,這也是這一節(jié)所講述的主要內(nèi)容.
一個(gè)整數(shù)的因數(shù)中,為質(zhì)數(shù)的因數(shù)叫做這個(gè)整數(shù)的質(zhì)因數(shù),例如,2,3,7,都是42的質(zhì)因數(shù),6,14也是42的因數(shù),但不是質(zhì)因數(shù).
任何一個(gè)合數(shù),如果不考慮因數(shù)的順序,都可以唯一地表示成質(zhì)因數(shù)乘積的形式,例如
360=2×2×2×3×3×5.
還可以寫成360=23×32×5.
這里23表示3個(gè)2相乘,32表示2個(gè)3相乘.在23中,3稱為2的指數(shù),讀作2的3次方,在32中,2稱為3的指數(shù),讀作3的2次方.