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真题精选 · 数论

核心概念

本套精选数论方向的竞赛风格真题(题型取自华杯赛、希望杯、全国初中数学联赛等常见考法),覆盖整除、同余、质因数分解、欧拉函数、中国剩余定理与平方数性质。

应试提示:数论大题先问自己两件事——该取哪个模?该怎么分解? 把大数放进合适的模、把整数拆成质因数,往往一步打开局面。

直观理解 · 动手试试

竞赛数论的得分点,常常不在繁琐计算,而在选对工具。看到"大幂求余"想费马/欧拉,看到"多个余数条件"想中国剩余定理,看到"能否为某种数"想模 44、模 33 排除。下面的题刻意混合多种考法,练习快速识别。

即时练习

11100100 中,与 100100 互质的正整数有多少个?

100=2252100=2^2\cdot5^2,φ(100)=100(112)(115)=1001245=40\varphi(100)=100\left(1-\tfrac12\right)\left(1-\tfrac15\right)=100\cdot\tfrac12\cdot\tfrac45=40

21002^{100} 除以 77 的余数是多少?

23=81(mod7)2^3=8\equiv1\pmod7,100=3×33+1100=3\times33+1,故 210021=2(mod7)2^{100}\equiv2^1=2\pmod7

一个正整数除以 5533,除以 7744,这样的最小正整数是多少?

x=7k+4x=7k+4:4,11,18,4,11,18,\dots,其中 183(mod5)18\equiv3\pmod5。故最小为 1818

100100999999 的三位数中,能被 77 整除的有多少个?

最小 105=7×15105=7\times15,最大 994=7×142994=7\times142,共 14215+1=128142-15+1=128 个。

1!+2!+3!++10!1! + 2! + 3! + \cdots + 10! 的个位数字是多少?

5!5! 及以后个位都是 00;前四项个位 1+2+6+4=131+2+6+4=13,个位为 33

最小的正整数 nn,使得 n!n! 能被 100100 整除,是多少?

100=2252100=2^2\cdot5^2,需要 n!n! 含两个因数 5510!10!551010 各贡献一个 55,故 n=10n=10

存在一个完全平方数,除以 44 的余数为 22

平方数模 44 只能是 0011,不可能是 22

220242^{2024} 的个位数字是多少?

22 的个位以 2,4,8,62,4,8,6 为周期(44)。20240(mod4)2024\equiv0\pmod4,对应周期中的第 44 个,即 66

易错点

  • 大幂硬算。 用同余 / 费马 / 欧拉先降幂。
  • 中国剩余定理模数未互质就套用。 先确认模数两两互质。
  • 平方数判断只看末位。 末位/模只能排除,不能确认。

下一步

前置知识点