今天的題目是數論問題,
所用知識不超過小學5年級。
題目(5星難度):
有沒有某個自然數n使2016*n^2等於4個連續自然數的平方和?
注:n^2表示n的平方。
輔導辦法:
題目寫給小朋友,讓他自行思考解答,若20分鐘還不能解答,由家長講解。
講解思路:
本題中條件就一個等式,
判斷等式成立的一種方法是餘數,
而完全平方數除以4的餘數有規律的,
這就是本題的突破口。
先複習兩個關於餘數的知識點:
設m,n,p,q,a,b都是正整數,p除以n的餘數是a,q除以n的餘數是b,(1)若m=p+q,則m與a+b除以n的餘數相同;(2)若m=p*q,則m與a*b除以n的餘數相同。
步驟1:
先思考第一個問題,
自然數p的平方除以4餘數是多少?
將p分為奇數和偶數來考慮:
當p是偶數時,設p=2k,
則p^2=4*k^2,
此時p^2除以4的餘數是0;
當p是奇數時,設p=2k+1,
則p^2=4k(k+1)+1,
此時p^2除以4的餘數是1。
因此餘數要麼是1要麼是0。
步驟2:
再思考第二個問題,
4個連續自然數的平方和除以4餘數是幾?
4個連續自然數中一定2奇2偶,
結合步驟1的結論,
應用我們關於餘數的知識點(1),
其除以4的餘數就是2。
步驟3:
再思考第三個問題,
題目中的等式可能成立嗎?
2016除以4的餘數是0,
故2016*n^2除以4的餘數也是0,
但步驟2中的結論是2,
故等式左右兩邊除以4的餘數不相同,
所以滿足題目中要求的n不存在。
思考題 (5星難度):
有沒有兩個自然數m,n滿足:
m^2+(m+1)^2+(m+2)^2=2019*n^2?
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