完全平方數特徵
性質1:完全平方數的末位數只能是0,1,4,5,6,9。
性質2:奇數的平方的個位數字為奇數,十位數字為偶數。
證明 奇數必為下列五種形式之一:
10a+1, 10a+3, 10a+5, 10a+7, 10a+9
分別平方後,得
(10a+1)^2=100+20a+1=20a(5a+1)+1
(10a+3)^2=100+60a+9=20a(5a+3)+9
(10a+5)^2=100+100a+25=20 (5a+5a+1)+5
(10a+7)^2=100+140a+49=20 (5a+7a+2)+9
(10a+9)^2=100+180a+81=20 (5a+9a+4)+1
綜上各種情形可知:奇數的平方,個位數字為奇數1,5,9十位數字為偶數。
性質3:如果完全平方數的十位數字是奇數,則它的個位數字一定是6反之,如果完全平方數的個位數字是6,則它的十位數字一定是奇數。
證明 已知=10k+6,證明k為奇數。因為的個位數為6,所以m的個位數為4或6,於是可設m=10n+4或10n+6。則
10k+6=(10n+4)=100+(8n+1)x10+6
或 10k+6=(10n+6)=100+(12n+3)x10+6
即 k=10+8n+1=2(5+4n)+1
或 k=10+12n+3=2(5+6n)+3
∴ k為奇數。
推論1:如果一個數的十位數字是奇數,而個位數字不是6,那麼這個數一定不是完全平方數。
推論2:如果一個完全平方數的個位數字不是6,則它的十位數字是偶數。
性質4:偶數的平方是4的倍數奇數的平方是4的倍數加1。
這是因為 (2k+1)=4k(k+1)+1
(2k)=4
性質5:奇數的平方是8n+1型偶數的平方為8n或8n+4型。
在性質4的證明中,由k(k+1)一定為偶數可得到(2k+1)是8n+1型的數由為奇數或偶數可得(2k)為8n型或8n+4型的數。
性質6:平方數的形式必為下列兩種之一:3k,3k+1。
因為自然數被3除按餘數的不同可以分為三類:3m,3m+1, 3m+2。平方後,分別得
(3m)=9=3k
(3m+1)=9+6m+1=3k+1
(3m+2)=9+12m+4=3k+1
同理可以得到:
性質7:不能被5整除的數的平方為5k±1型,能被5整除的數的平方為5k型。
性質8:平方數的形式具有下列形式之一:16m,16m+1, 16m+4,16m+9。
除了上面關於個位數,十位數和餘數的性質之外,還可研究完全平方數各位數字之和。例如,256它的各位數字相加為2+5+6=13,13叫做256的各位數字和。如果再把13的各位數字相加:1+3=4,4也可以叫做256的各位數字的和。下面我們提到的一個數的各位數字之和是指把它的各位數字相加,如果得到的數字之和不是一位數,就把所得的數字再相加,直到成為一位數為止。我們可以得到下面的命題:
一個數的數字和等於這個數被9除的餘數。
下面以四位數為例來説明這個命題。
設四位數為,則
= 1000a+100b+10c+d
= 999a+99b+9c+(a+b+c+d)
= 9(111a+11b+c)+(a+b+c+d)
顯然,a+b+c+d是四位數被9除的餘數。
對於n位數,也可以仿此法予以證明。
關於完全平方數的數字和有下面的性質:
性質9:完全平方數的數字之和只能是0,1,4,7,9。
證明 因為一個整數被9除只能是9k,9k±1, 9k±2, 9k±3, 9k±4這幾種形式,而
(9k)=9(9)+0
(9k±1)=9(9±2k)+1
(9k±2)=9(9±4k)+4
(9k±3)=9(9±6k)+9
(9k±4)=9(9±8k+1)+7
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