Делимость и остатки в ЕГЭ: как решать задачу 19
Тема «Делимость и остатки» — одна из ключевых в задаче 19 профильного ЕГЭ по математике. В этой задаче проверяется умение работать с целыми числами, применять признаки делимости, свойства остатков и проводить логические рассуждения.
Многие выпускники считают задачу 19 самой сложной, но систематическая подготовка позволяет уверенно решать её. В этом материале мы разберём теорию, необходимую для решения, и покажем на примерах, как подходить к таким заданиям.
Статья предназначена для учеников 10-11 классов, которые готовятся к ЕГЭ и хотят научиться решать задачу 19 без ошибок.
Без карты, без кредитки. Выбери персонажа — учи голосом, побеждай в баттлах.
Основные понятия делимости и остатков
Для решения задачи 19 необходимо чётко понимать, что такое делимость и остатки.
Определение: целое число a делится на целое число b (b ≠ 0), если существует целое число k такое, что a = b·k. Если a не делится на b, то при делении с остатком получаем a = b·q + r, где 0 ≤ r < |b|. Остаток r — это целое неотрицательное число, меньшее делителя.
Важные свойства:
- Остаток от деления суммы равен сумме остатков (по модулю делителя).
- Остаток от деления произведения равен произведению остатков.
- Если два числа дают одинаковые остатки при делении на m, то их разность делится на m.
Признаки делимости (на 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13 и др.) часто используются в задаче 19. Например, число делится на 3, если сумма его цифр делится на 3.
Полезно также знать малую теорему Ферма: если p — простое и a не делится на p, то a^(p-1) ≡ 1 (mod p). Но в ЕГЭ она встречается редко.
Типичные приёмы решения задачи 19
Задача 19 обычно формулируется как нахождение числа, удовлетворяющего нескольким условиям делимости и диапазону. Рассмотрим основные приёмы.
1. Использование остатков: часто требуется, чтобы число при делении на некоторые числа давало определённые остатки. Составляем систему сравнений и решаем её с помощью китайской теоремы об остатках или перебора.
2. Перебор с ограничениями: если диапазон чисел невелик, можно перебрать все возможные варианты, проверяя условия.
3. Применение признаков делимости: например, если число делится на 9, сумма его цифр делится на 9.
4. Оценки и неравенства: часто число ограничено сверху или снизу, что сужает перебор.
5. Логические рассуждения: иногда нужно доказать, что число не может существовать, или найти все возможные варианты.
Разберём примеры.
Найдите наименьшее натуральное число, которое при делении на 2 даёт остаток 1, при делении на 3 — остаток 2, при делении на 5 — остаток 4, при делении на 7 — остаток 6.
Шаг 1: Заметим, что если к искомому числу N прибавить 1, то полученное число N+1 будет делиться на 2, 3, 5 и 7 без остатка (так как остатки на 1 меньше делителя).
Шаг 2: Наименьшее число, делящееся на 2, 3, 5, 7 — это их НОК: 2·3·5·7 = 210.
Шаг 3: Значит, N+1 = 210, откуда N = 209.
Шаг 4: Проверка: 209:2=104 (ост.1), 209:3=69 (ост.2), 209:5=41 (ост.4), 209:7=29 (ост.6). Условия выполнены.
Ответ: 209.
Найдите пятизначное число, кратное 15, произведение цифр которого равно 60. В ответе укажите какое-нибудь одно такое число.
Шаг 1: Число кратно 15, значит, оно кратно 3 и 5. Кратность 5 означает, что последняя цифра 0 или 5. Но произведение цифр равно 60, а если последняя цифра 0, то произведение равно 0. Значит, последняя цифра 5.
Шаг 2: Кратность 3: сумма цифр делится на 3. Пусть цифры числа a b c d 5, где a≠0. Произведение a·b·c·d·5 = 60, значит, a·b·c·d = 12.
Шаг 3: Найдём все четвёрки цифр (a,b,c,d) от 0 до 9, a≠0, произведение которых равно 12. Возможные варианты: (1,1,3,4), (1,2,2,3), (1,1,2,6), (1,1,1,12) — 12 не цифра, отбрасываем. Также (2,2,3,1) и т.д.
Шаг 4: Проверим сумму цифр: для (1,1,3,4) сумма 1+1+3+4+5=14, не делится на 3. Для (1,2,2,3) сумма 1+2+2+3+5=13, не делится. Для (1,1,2,6) сумма 1+1+2+6+5=15, делится на 3. Значит, подходит.
Шаг 5: Составим число из цифр 1,1,2,6,5. Например, 11265. Проверка: 11265/15=751, произведение 1·1·2·6·5=60.
Ответ: 11265.
Сложный пример: задача 19 с несколькими условиями
Рассмотрим задачу, где требуется найти число, удовлетворяющее условиям на остатки и диапазон, с использованием перебора и оценок.
Найдите трёхзначное число, которое при делении на 3 даёт остаток 2, при делении на 4 даёт остаток 3, а при делении на 5 даёт остаток 4. В ответе укажите наибольшее такое число.
Шаг 1: Заметим, что если к числу N прибавить 1, то оно будет делиться на 3, 4 и 5. НОК(3,4,5)=60. Значит, N+1 кратно 60, т.е. N = 60k - 1 для некоторого целого k.
Шаг 2: N — трёхзначное, значит, 100 ≤ 60k - 1 ≤ 999. Отсюда 101 ≤ 60k ≤ 1000, k от 2 до 16 (так как 60·2=120, 60·16=960).
Шаг 3: Наибольшее N получится при наибольшем k=16: N = 60·16 - 1 = 960 - 1 = 959.
Шаг 4: Проверка: 959:3=319 (ост.2), 959:4=239 (ост.3), 959:5=191 (ост.4).
Ответ: 959.
Найдите все трёхзначные числа, которые при делении на 11 дают в остатке 5, а при делении на 13 — в остатке 7.
Шаг 1: Обозначим число N. Условия: N ≡ 5 (mod 11) и N ≡ 7 (mod 13).
Шаг 2: Решим систему сравнений методом подбора. Из первого: N = 11k + 5. Подставим во второе: 11k + 5 ≡ 7 (mod 13) ⇒ 11k ≡ 2 (mod 13). Так как 11 ≡ -2 (mod 13), то -2k ≡ 2 (mod 13) ⇒ 2k ≡ -2 (mod 13) ⇒ k ≡ -1 (mod 13) ⇒ k = 13m - 1.
Шаг 3: Тогда N = 11(13m - 1) + 5 = 143m - 11 + 5 = 143m - 6.
Шаг 4: N — трёхзначное: 100 ≤ 143m - 6 ≤ 999 ⇒ 106 ≤ 143m ≤ 1005 ⇒ m от 1 до 7 (так как 143·1=143, 143·7=1001).
Шаг 5: Вычислим N для m=1..7: m=1: 143-6=137; m=2: 286-6=280; m=3: 429-6=423; m=4: 572-6=566; m=5: 715-6=709; m=6: 858-6=852; m=7: 1001-6=995.
Шаг 6: Проверка: для 137: 137:11=12 (ост.5), 137:13=10 (ост.7). Аналогично для остальных.
Ответ: 137, 280, 423, 566, 709, 852, 995.
Как избежать типичных ошибок в задаче 19
Ошибки часто возникают из-за невнимательности или непонимания свойств остатков.
1. Путаница с остатками: помните, что остаток всегда меньше делителя и неотрицателен. Если остаток равен делителю, значит, число делится нацело.
2. Неверное применение признаков делимости: например, признак делимости на 7 не так прост, как на 3. Используйте проверку делением, если сомневаетесь.
3. Потеря решений при переборе: если условие допускает несколько чисел, нужно найти все. Часто в ответе просят указать одно, но в решении важно показать, что других нет.
4. Арифметические ошибки: проверяйте вычисления, особенно при работе с большими числами.
5. Неправильная интерпретация условия: внимательно читайте, что требуется: наименьшее, наибольшее, все или любое.
Для тренировки решайте задачи из сборников ФИПИ и обращайте внимание на оформление решения.
Практические советы по подготовке
Задача 19 требует не только знаний, но и навыка рассуждений. Вот несколько рекомендаций.
1. Регулярно решайте задачи на делимость из открытого банка ЕГЭ. Начните с простых, постепенно переходя к сложным.
2. Выписывайте все условия в виде сравнений или уравнений. Это помогает структурировать решение.
3. Используйте метод «прибавления единицы», как в примерах выше, когда остатки на 1 меньше делителя.
4. Если не можете решить сразу, попробуйте перебор с учётом ограничений. Иногда проще найти все возможные числа, чем вывести формулу.
5. Проверяйте ответ подстановкой в условие. Это убережёт от обидных ошибок.
Если хотите получить подробный разбор сложных задач с пошаговыми подсказками, попробуйте Наставника — AI-репетитора, который адаптируется под ваш уровень и объясняет материал в диалоге.
Частые вопросы
Без карты, без кредитки. Выбери персонажа — учи голосом, побеждай в баттлах.