7, 11, 13的整除特征判定法则详解:割尾法步骤与练习题下载
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奥数
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2025-12-20
💡 阿星精讲:整除特征:7, 11, 13 原理
- 核心概念:大家好,我是阿星!今天我们来玩一个数字“微创手术”,叫割尾法。想象一个数字是一根长长的绳子,我们用一把神奇的“手术刀”——「末三位减去前面的数」。这把刀的原理,源于一个秘密数字 \(1001\),因为 \(1001 = 7 \times 11 \times 13\)。所以,判断一个数能否被7、11、13整除,就相当于判断它能否被1001整除。我们的“手术”就是把大数拆成 \( \text{前面的数} \times 1000 + \text{末三位} \),然后通过减去末三位(相当于减去1倍),变成 \( \text{前面的数} \times 1000 - \text{末三位} \),再巧妙地转化为 \( \text{前面的数} \times 1001 - (\text{前面的数} + \text{末三位}) \)。看!\(1001\)的倍数被分离出去了,剩下的“差”\((\text{前面的数} - \text{末三位})\)就决定了原数的命运。所以,“末三位 - 前面的数,差能被整除,原数就能被整除”这句话,就是我们手术的核心口诀!
- 计算秘籍:
- 从右往左,将数“割”成两部分:末三位(记为 \(b\))和前面剩下的数(记为 \(a\))。
- 计算它们的差:\(d = a - b\)(注意顺序是“前面的数”减去“末三位”)。
- 计算差的绝对值 \(|d|\)。
- 判断 \(|d|\) 是否能被7(或11,或13)整除。
- 如果能,则原数也能被对应的数整除。
- 如果不能,继续对 \(|d|\) 重复步骤1-3,直到能轻松判断为止。
- 阿星口诀:一割(末三位),二减(前减后),三看差。整除7、11、13就靠它!
⚠️ 易错警示:避坑指南
- ❌ 错误1:搞错“割”的位置,不是末两位,也不是随意位置。 → ✅ 正解:严格从右向左数三位,不足三位的用0补足。例如,判断 \(1234\),应视为 \(a=1, b=234\)。
- ❌ 错误2:记错减法顺序,用末三位去减前面的数。 → ✅ 正解:牢记口诀“前减后”,即前面的数 \(a\) 减去末三位 \(b\)。即判断 \(a-b\) 的整除性。
🔥 三例题精讲
例题1:判断 \(31731\) 能否被 \(13\) 整除。
📌 解析:
- 割尾: \(a = 31\), \(b = 731\)。
- 前减后: \(d = a - b = 31 - 731 = -700\)。
- 看差: \(|d| = 700\)。判断 \(700 \div 13\)? \(13 \times 53 = 689\),\(13 \times 54 = 702\),不能整除。
- 结论: 所以 \(31731\) 不能被 \(13\) 整除。
✅ 总结:差是负数没关系,看绝对值。快速心算 \(13 \times 50 = 650\),再加 \(13 \times 4 = 52\) 得 \(702\),可知 \(700\) 不是 \(13\) 的倍数。
例题2:判断 \(642642\) 能否被 \(7\) 和 \(11\) 整除。
📌 解析:
- 割尾: \(a = 642\), \(b = 642\)。
- 前减后: \(d = a - b = 642 - 642 = 0\)。
- 看差: \(|d| = 0\)。\(0\) 能被任何非零数整除。
- 结论: 所以 \(642642\) 同时能被 \(7\)、\(11\) 以及 \(13\) 整除!这正是因为 \(642642 = 642 \times 1001 = 642 \times 7 \times 11 \times 13\)。
✅ 总结:当前面的数和末三位一模一样时,差为 \(0\),原数一定是 \(1001\) 的倍数,即同时能被 \(7\)、\(11\)、\(13\) 整除。这是一个快速判断的窍门。
例题3:判断 \(905891\) 能否被 \(11\) 整除。
📌 解析:
- 第一次割尾: \(a_1 = 905\), \(b_1 = 891\)。 \(d_1 = 905 - 891 = 14\)。
- \(14\) 较小,直接判断:\(14\) 不能被 \(11\) 整除。
- 但为确保严谨,我们可以继续:对 \(14\) 补零视为 \(014\),再次割尾。
- 第二次割尾: \(a_2 = 0\), \(b_2 = 14\)。 \(d_2 = 0 - 14 = -14\)。 \(|d_2| = 14\),依然不能被 \(11\) 整除。
- 结论: \(905891\) 不能被 \(11\) 整除。
✅ 总结:当第一次得到的差仍然较大或不明显时,可以对差继续使用割尾法,直到能轻松判断。给差补0再割是标准操作。
🚀 阶梯训练
第一关:基础热身(10道)
- 判断 \(518518\) 是否能被 \(7\) 整除?
- 判断 \(123123\) 是否能被 \(13\) 整除?
- 判断 \(7049\) 是否能被 \(11\) 整除?
- 判断 \(1001\) 是否能被 \(7\) 整除?
- 判断 \(2002\) 是否能被 \(11\) 整除?
- 判断 \(8916\) 是否能被 \(13\) 整除?
- 判断 \(63063\) 是否能被 \(7\) 整除?
- 判断 \(5005\) 是否能被 \(13\) 整除?
- 判断 \(12321\) 是否能被 \(11\) 整除?(提示:先割尾)
- 判断 \(7007\) 是否能被 \(7\) 整除?
第二关:奥数挑战(10道)
- 已知六位数 \(\overline{20ab20}\) 能被 \(7\) 和 \(13\) 整除,求 \(a\) 和 \(b\)。
- 判断 \(1357924680\) 这个十位数是否能被 \(11\) 整除?(可结合11的另一定义“奇偶位差法”快速验证)
- 有一个三位数,它加上 \(1\) 后能被 \(7\) 整除,减去 \(1\) 后能被 \(11\) 和 \(13\) 整除。这个三位数是多少?
- 证明:一个六位数如果是 \(\overline{abcabc}\) 的形式,则它一定是 \(7\)、\(11\)、\(13\) 的公倍数。
- 判断 \(314159265\) 这个九位数除以 \(13\) 的余数是多少?
- 若五位数 \(\overline{67x1y}\) 能被 \(7\) 和 \(11\) 整除,求 \(x+y\) 的最大值。
- 判断 \(111111\)(六个1)是否能被 \(13\) 整除?
- 求最小的正整数,使得它是 \(7\)、\(11\)、\(13\) 的倍数,且各位数字之和为 \(15\)。
- 有一个数,用它去除 \(455\)、\(546\) 和 \(728\) 都得到相同的余数,这个数最大是多少?
- 计算 \(7 \times 11 \times 13 \times 37\) 的结果,并观察其与 \(111111\)(六个1)的关系。
第三关:生活应用(5道)
- (AI数据集)阿星在整理一个图片数据集,总数为 \(N = 864192\) 张。他想将数据集均匀地分配到 \(7\) 个、\(11\) 个或 \(13\) 个不同的训练任务中,请问能否做到不分割任何图片?分别判断。
- (航天编码)某个卫星发射指令的校验码是一个六位数 \(\overline{1a34b6}\)。已知该校验码能同时被 \(7\) 和 \(13\) 整除,以确保指令传输的准确性。求 \(a+b\) 的值。
- (网购优惠)一个商品的原价是 \(\overline{x95y}\) 元,活动期间,如果价格能同时被 \(11\) 和 \(13\) 整除,则享受“学霸专属折扣”。已知 \(x\) 和 \(y\) 都是 \(0-9\) 的数字,求最低的可能价格是多少元?
- (密码学)一种简单的加密方式是将明文的每个数字乘以 \(7\)、\(11\)、\(13\) 的某个公倍数后再传输。已知密文片段是 \(3003\),它对应的可能的最小正整数明文是多少?(假设明文是整数)
- (周期规律)实验室的智能灯每 \(7\) 分钟、\(11\) 分钟、\(13\) 分钟会自动亮灯检查一次。如果它们在今天中午 \(12:00\) 同时亮起,下一次同时亮起是在多少分钟后?这体现了这三个数的什么数学关系?
🤔 常见疑问 FAQ
💡 专家问答:整除特征:7, 11, 13 的深度思考
问:为什么很多学生觉得这一块很难?
答:难在两点。第一,7、11、13的整除特征不像2、5、3、9那样有直接的数字规律,它需要一个操作(割尾相减),属于“间接判断法”,思维步骤多了一层。第二,容易与11的“奇偶位差法”混淆。“割尾法”是通用方法(适用于7,11,13),而“奇偶位差法”是11独有的快速法。核心混淆点在于,割尾法用的是“前 \(n-3\) 位”减“末三位”,而奇偶位差法是用“奇数位和”减“偶数位和”。
问:学习这个知识点对以后的数学学习有什么帮助?
答:帮助巨大,它是数论和代数思维的绝佳启蒙。1. 理解“同余”思想:割尾法的本质是证明 \(1000 \equiv -1 \pmod{7, 11, 13}\),所以 \(N = 1000a + b \equiv -a + b \pmod{m}\)。这为中学学习同余定理打下了直观基础。2. 建立“分解与构造”的模型:它教会我们如何通过加减一个倍数(这里是 \(1001\) 的倍数)来简化问题。这种“凑整”或“消去”思想在因式分解、化简求值中无处不在。3. 连接代数和数字:用字母 \(a, b\) 表示数字的各个部分,体现了代数表示的具体应用。
问:有什么一招必胜的解题“套路”吗?
答:有!请死记并理解这个核心模型:对于任意整数 \(N\),将其分成“末三位” \(b\) 和“前面数” \(a\),则 \(N\) 与 \((a - b)\) 对于模 \(7\)、模 \(11\)、模 \(13\) 同余。用数学语言写就是:
\[ N \equiv (a - b) \pmod{7}, \quad N \equiv (a - b) \pmod{11}, \quad N \equiv (a - b) \pmod{13} \]
解题时,无论题目问整除还是求余数,你只需要不断计算 \(a-b\),直到得到一个足够小的数,然后判断这个小数是否能被整除(或它就是余数)。这就是最根本的“套路”。
答案与解析
第一关:基础热身
- 能。 \(a=518, b=518, d=0\)。
- 能。 \(a=123, b=123, d=0\)。
- 不能。 \(a=7, b=049=49, d=7-49=-42, |42| \div 11\) 不能整除。
- 能。 \(1001 \div 7 = 143\)。
- 能。 \(a=2, b=002=2, d=0\)。
- 不能。 \(a=8, b=916, d=8-916=-908\)。继续:对 \(908\), \(a=0, b=908, d=-908\), \(908 \div 13 = 69.846...\) 不能整除。
- 能。 \(a=63, b=063=63, d=0\)。
- 能。 \(a=5, b=005=5, d=0\)。
- 不能。 \(a=12, b=321, d=12-321=-309\)。继续:对 \(309\), \(a=0, b=309, d=-309\), \(309 \div 11 = 28.09...\) 不能整除。
- 能。 \(a=7, b=007=7, d=0\)。
第二关 & 第三关解析(精选)
- 奥数1: \(\overline{20ab20}\), 则 \(a=20, b=\overline{ab20}\)。 设 \(x=\overline{ab}\), 则 \(b=10x+20\)。 需 \(a-b = 20 - (10x+20) = -10x\) 能被 \(7\) 和 \(13\) 整除,即能被 \(91\) 整除。所以 \(10x\) 是 \(91\) 的倍数。\(91 \times 1 = 91\), \(91 \times 2=182\)... 因为 \(10x\) 是整十数且 \(x\) 是两位数,尝试得 \(91 \times 10 = 910\), 则 \(10x=910, x=91\)。所以 \(a=9, b=1\)。
- 生活应用1: \(N=864192\)。割尾: \(a=864, b=192, d=864-192=672\)。判断\(672\):\(7 \times 96=672\), 故能被 \(7\) 整除;\(11 \times 61=671\), 故不能被 \(11\) 整除;\(13 \times 51=663\), \(13 \times 52=676\), 故不能被 \(13\) 整除。所以只能均匀分给 \(7\) 个任务。
- 生活应用5: 求 \(7, 11, 13\) 的最小公倍数。因为它们两两互质,所以最小公倍数 \(LCM = 7 \times 11 \times 13 = 1001\)。下一次同时亮起是在 \(1001\) 分钟后。这体现了它们两两互质的关系。
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