第7講 奇偶性(一)
整數按照能不能被2整除,可以分為兩類(lèi):
?。?)能被2整除的自然數叫偶數,例如
0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16,…
?。?)不能被2整除的自然數叫奇數,例如
1,3,5,7,9,11,13,15,17,…
整數由小到大排列,奇、偶數是交替出現的。相鄰兩個(gè)整數大小相差1,所以肯定是一奇一偶。因為偶數能被2整除,所以偶數可以表示為2n的形式,其中n為整數;因為奇數不能被2整除,所以奇數可以表示為2n+1的形式,其中n為整數。
每一個(gè)整數不是奇數就是偶數,這個(gè)屬性叫做這個(gè)數的奇偶性。奇偶數有如下一些重要性質(zhì):
?。?)兩個(gè)奇偶性相同的數的和(或差)一定是偶數;兩個(gè)奇偶性不同的數的和(或差)一定是奇數。反過(guò)來(lái),兩個(gè)數的和(或差)是偶數,這兩個(gè)數奇偶性相同;兩個(gè)數的和(或差)是奇數,這兩個(gè)數肯定是一奇一偶。
?。?)奇數個(gè)奇數的和(或差)是奇數;偶數個(gè)奇數的和(或差)是偶數。任意多個(gè)偶數的和(或差)是偶數。
?。?)兩個(gè)奇數的乘積是奇數,一個(gè)奇數與一個(gè)偶數的乘積一定是偶數。
?。?)若干個(gè)數相乘,如果其中有一個(gè)因數是偶數,那么積必是偶數;如果所有因數都是奇數,那么積就是奇數。反過(guò)來(lái),如果若干個(gè)數的積是偶數,那么因數中至少有一個(gè)是偶數;如果若干個(gè)數的積是奇數,那么所有的因數都是奇數。
?。?)在能整除的情況下,偶數除以奇數得偶數;偶數除以偶數可能得偶數,也可能得奇數。奇數肯定不能被偶數整除。
?。?)偶數的平方能被4整除;奇數的平方除以4的余數是1。
因為(2n)2=4n2=4×n2,所以(2n)2能被4整除;
因為(2n+1)2=4n2+4n+1=4×(n2+n)+1,所以(2n+1)2除以4余1。
?。?)相鄰兩個(gè)自然數的乘積必是偶數,其和必是奇數。
?。?)如果一個(gè)整數有奇數個(gè)約數(包括1和這個(gè)數本身),那么這個(gè)數一定是平方數;如果一個(gè)整數有偶數個(gè)約數,那么這個(gè)數一定不是平方數。
整數的奇偶性能解決許多與奇偶性有關(guān)的問(wèn)題。有些問(wèn)題表面看來(lái)似乎與奇偶性一點(diǎn)關(guān)系也沒(méi)有,例如染色問(wèn)題、覆蓋問(wèn)題、棋類(lèi)問(wèn)題等,但只要想辦法編上號碼,成為整數問(wèn)題,便可利用整數的奇偶性加以解決。
例1下式的和是奇數還是偶數?
1+2+3+4+…+1997+1998。
分析與解:本題當然可以先求出算式的和,再來(lái)判斷這個(gè)和的奇偶性。但如果能不計算,直接分析判斷出和的奇偶性,那么解法將更加簡(jiǎn)潔。根據奇偶數的性質(zhì)(2),和的奇偶性只與加數中奇數的個(gè)數有關(guān),與加數中的偶數無(wú)關(guān)。1~1998中共有999個(gè)奇數,999是奇數,奇數個(gè)奇數之和是奇數。所以,本題要求的和是奇數。
例2 能否在下式的□中填上“+”或“-”,使得等式成立?
1□2□3□4□5□6□7□8□9=66。
分析與解:等號左端共有9個(gè)數參加加、減運算,其中有5個(gè)奇數,4個(gè)偶數。5個(gè)奇數的和或差仍是奇數,4個(gè)偶數的和或差仍是偶數,因為“奇數+偶數=奇數”,所以題目的要求做不到。
例3 任意給出一個(gè)五位數,將組成這個(gè)五位數的5個(gè)數碼的順序任意改變,得到一個(gè)新的五位數。那么,這兩個(gè)五位數的和能不能等于99999?
分析與解:假設這兩個(gè)五位數的和等于99999,則有下式:
其中組成兩個(gè)加數的5個(gè)數碼完全相同。因為兩個(gè)個(gè)位數相加,和不會(huì )大于 9+9=18,豎式中和的個(gè)位數是9,所以個(gè)位相加沒(méi)有向上進(jìn)位,即兩個(gè)個(gè)位數之和等于9。同理,十位、百位、千位、萬(wàn)位數字的和也都等于9。所以組成兩個(gè)加數的10個(gè)數碼之和等于 9+9+9+9+9=45,是奇數。
另一方面,因為組成兩個(gè)加數的5個(gè)數碼完全相同,所以組成兩個(gè)加數的10個(gè)數碼之和,等于組成第一個(gè)加數的5個(gè)數碼之和的2倍,是偶數。
奇數≠偶數,矛盾的產(chǎn)生在于假設這兩個(gè)五位數的和等于99999,所以假設不成立,即這兩個(gè)數的和不能等于99999。
例4 在一次校友聚會(huì )上,久別重逢的老同學(xué)互相頻頻握手。請問(wèn):握過(guò)奇數次手的人數是奇數還是偶數?請說(shuō)明理由。
分析與解:通常握手是兩人的事。甲、乙兩人握手,對于甲是握手1次,對于乙也是握手1次,兩人握手次數的和是2。所以一群人握手,不論人數是奇數還是偶數,握手的總次數一定是偶數。
把聚會(huì )的人分成兩類(lèi):A類(lèi)是握手次數是偶數的人,B類(lèi)是握手次數是奇數的人。
A類(lèi)中每人握手的次數都是偶數,所以A類(lèi)人握手的總次數也是偶數。又因為所有人握手的總次數也是偶數,偶數-偶數=偶數,所以B類(lèi)人握手的總次數也是偶數。
握奇數次手的那部分人即B類(lèi)人的人數是奇數還是偶數呢?如果是奇數,那么因為“奇數個(gè)奇數之和是奇數”,所以得到B類(lèi)人握手的總次數是奇數,與前面得到的結論矛盾,所以B類(lèi)人即握過(guò)奇數次手的人數是偶數。
例5 五(2)班部分學(xué)生參加鎮里舉辦的數學(xué)競賽,每張試卷有50道試題。評分標準是:答對一道給3分,不答的題,每道給1分,答錯一道扣1分。試問(wèn):這部分學(xué)生得分的總和能不能確定是奇數還是偶數?
分析與解:本題要求出這部分學(xué)生的總成績(jì)是不可能的,所以應從每個(gè)人得分的情況入手分析。因為每道題無(wú)論答對、不答或答錯,得分或扣分都是奇數,共有50道題,50個(gè)奇數相加減,結果是偶數,所以每個(gè)人的得分都是偶數。因為任意個(gè)偶數之和是偶數,所以這部分學(xué)生的總分必是偶數。
練習7
1.能否從四個(gè)3、三個(gè)5、兩個(gè)7中選出5個(gè)數,使這5個(gè)數的和等于22?
2.任意交換一個(gè)三位數的數字,得一個(gè)新的三位數,一位同學(xué)將原三位數與新的三位數相加,和是999。這位同學(xué)的計算有沒(méi)有錯?
3.甲、乙兩人做游戲。任意指定七個(gè)整數(允許有相同數),甲將這七個(gè)整數以任意的順序填在下圖第一行的方格內,乙將這七個(gè)整數以任意的順序填在圖中的第二行方格里,然后計算出所有同一列的兩個(gè)數的差(大數減小數),再將這七個(gè)差相乘。游戲規則是:若積是偶數,則甲勝;若積是奇數,則乙勝。請說(shuō)明誰(shuí)將獲勝。
4.某班學(xué)生畢業(yè)后相約彼此通信,每?jì)扇碎g的通信量相等,即甲給乙寫(xiě)幾封信,乙也要給甲寫(xiě)幾封信。問(wèn):寫(xiě)了奇數封信的畢業(yè)生人數是奇數還是偶數?
5.A市舉辦五年級小學(xué)生“春暉杯”數學(xué)競賽,競賽題30道,記分方法是:底分15分,每答對一道加5分,不答的題,每道加1分,答錯一道扣1分。如果有333名學(xué)生參賽,那么他們的總得分是奇數還是偶數?
6.把下圖中的圓圈任意涂上紅色或藍色。是否有可能使得在同一條直線(xiàn)上的紅圈數都是奇數?試講出理由。
7.紅星影院有1999個(gè)座位,上、下午各放映一場(chǎng)電影。有兩所學(xué)校各有1999名學(xué)生包場(chǎng)看這兩場(chǎng)電影,那么一定有這樣的座位,上、下午在這個(gè)座位上坐的是兩所不同學(xué)校的學(xué)生,為什么?
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