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数学竞赛讲义(五)——完全平方数的性质讲解

(2008-07-04 08:07:49)
标签:

完全平方数

奇数

偶数

整数

自然数

数学竞赛

奥数

杂谈

分类: 数论
    本文转自北京"雪帆奥数中心"的讲义。该文全面阐述了完全平方数的性质。同学们可以和我的完全平方数(我是分小学、初中两讲)的讲义对照一下(N^2指N的平方)。我并不同意里面的所有观点,尤其是该文后面的重要结论(其它部分也存在)略微多余了一点,具体到应用于解题,直接用整除或者说余数判断可能(我认为可能)会简洁很多。这篇讲义非常好,特别是证明部分,希望同学们打印出来,好好看看。
    全文如下:  
   一个数如果是另一个整数的完全平方,那么我们就称这个数为完全平方数,也叫做平方数。例如: 0,1,4,9,16,25,36,49,64,81,100,121,144,169,196,225,256,289,
324,361,400,441,484,

  观察这些完全平方数,可以获得对它们的个位数、十位数、数字和等的规律性的认识。下面我们来研究完全平方数的一些常用性质:  
性质1:完全平方数的末位数只能是0,1,4,5,6,9  

性质2:奇数的平方的个位数字为奇数,十位数字为偶数。
  证明 奇数必为下列五种形式之一: 10a+1, 10a+3, 10a+5, 10a+7, 10a+9
 
        分别平方后,得  
    (10a+1)^2=100(a^2)+20a+1=20a(5a+1)+1 ,

    (10a+3)^2=100(a^2)+60a+9=20a(5a+3)+9 ;  
    (10a+5)^2=100(a^2)+100a+25=20(5(a^2)+5a+1)+5 ,  
    (10a+7)^2=100(a^2)+140a+49=20(5(a^2)+7a+2)+9

    (10a+9)^2=100(a^2)+180a+81=20(5(a^2)+9a+4)+1 

  综上各种情形可知:奇数的平方,个位数字为奇数1,5,9;十位数字为偶数。
性质3:如果完全平方数的十位数字是奇数,则它的个位数字一定是6;反之,如果完全平方数的个位数字是6,则它的十位数字一定是奇数。
证明 已知m^2=10k+6,证明k为奇数。因为的个位数为6,所以m的个位数为46,于是可设m=10n+410n+6。则
10k+6=(10n+4)^2=100(n^2)+(8n+1)x10+6
或 10k+6=(10n+6)^2=100(n^2)+(12n+3)x10+6
  
即 k=10n^2+8n+1=2(5n^2+4n)+1  或 k=10n^2+12n+3=2(5n^2+6n)+3  
∴ k为奇数。  
推论1:如果一个数的十位数字是奇数,而个位数字不是6,那么这个数一定不是完全平方数。

推论2:如果一个完全平方数的个位数字不是6,则它的十位数字是偶数。 
性质4:凡个位数字是5,但末两位数字不是25的自然数不是完全平方数;末尾只有奇数个“0”的自然数(不包括0本身)不是完全平方数;个位数字为149而十位数字为奇数的自然数不是完全平方数。
性质5:偶数的平方是4的倍数;奇数的平方是4的倍数加1

这是因为 (2k+1)^2=4k(k+1)+1              (2k)^2=4k^2

(未完待续)

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