ЕГЭ · Математика

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.

🧑‍🏫
Разберём эту тему вместе

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.

Пример 1
Условие.

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.

Решение.

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.

Пример 2
Условие.

Найдите пятизначное число, кратное 15, произведение цифр которого равно 60. В ответе укажите какое-нибудь одно такое число.

Решение.

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.

Пример 1
Условие.

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.

Решение.

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.

Пример 2
Условие.

Найдите все трёхзначные числа, которые при делении на 11 дают в остатке 5, а при делении на 13 — в остатке 7.

Решение.

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

Сколько баллов дают за задачу 19 на ЕГЭ?
Задача 19 оценивается в 4 первичных балла. Полное решение с обоснованием приносит 4 балла, при неполном обосновании или арифметической ошибке — 2-3 балла.
Какие темы нужно знать для задачи 19?
Основные темы: делимость, остатки, признаки делимости, простые и составные числа, НОД и НОК, сравнения по модулю. Также полезно уметь решать линейные диофантовы уравнения.
Можно ли решить задачу 19 без калькулятора?
Да, все вычисления в задаче 19 можно выполнить устно или письменно. Калькулятор на ЕГЭ по математике не разрешён, поэтому важно тренироваться считать без него.
Как научиться решать задачи на делимость с нуля?
Начните с изучения признаков делимости и свойств остатков. Затем решайте простые задачи, например, на нахождение числа по остаткам. Постепенно усложняйте. Если нужна помощь, можно воспользоваться AI-репетитором Наставник, который объяснит тему в удобном темпе.
Что делать, если в задаче 19 несколько условий и большой перебор?
Используйте системы сравнений и китайскую теорему об остатках, чтобы сократить перебор. Если число возможных вариантов невелико, перебор допустим, но обязательно обоснуйте, что других решений нет.
Где взять реальные задачи 19 для тренировки?
Скачайте демоверсию ЕГЭ и открытый банк заданий на сайте ФИПИ. Также можно использовать сборники под редакцией И.В. Ященко. На платформе Наставник есть подборка задач по теме с автоматической проверкой.
🧑‍🏫
Разберём эту тему вместе

Без карты, без кредитки. Выбери персонажа — учи голосом, побеждай в баттлах.

Делимость и остатки на ЕГЭ: разбор задачи 19 с решениями