问题很简洁:所有70的倍数中,共有多少个数恰有70个约数?
对这个简洁的问题,可以简明扼要地回答:
70 有三个质因数:
整数的约数个数可以用以下方法计算:将所有质因数的指数加 之后再相乘,就得到这个整数的约数的个数.
所以,如果一个整数恰有 个约数,那它的质因数一定是 个,不能多也不能少,而且这 个质因数的指数分别是 ; 也就是说,它可以表示为:;
另一方面,这个整数是 的倍数,它必定可以被 整除;所以,满足条件的整数的质因数就是 , 这样的数共有 个:
这是初等数论中一个典型的问题,对于中学生来说,难度不算高。然而,如何让五年级的小学生所这事整明白,就有讲究了。以下是笔者的一些尝试。
先讨论一下应用题:
面馆的口味有几种?
有一家面馆推出了定制服务。为顾客提供了如下三个选择项。
(A)辣椒有以下4种选择:免辣(不加辣椒)、微辣、 标准辣、 变态辣;
(B)花椒有3种选择:免麻(不加花椒)、微麻、标准麻;
(C)是否加香菜?有2种选择:不加香菜、要加香菜。问:利用辣椒、花椒和香菜这三个选项,可以搭配出几种不同的个性化口味?
学生已经学过乘法原理,所以很快就得出了结论:面馆的个性化口味共有: (种)
如何计算约数的个数?
我们先从简单的、熟悉的数字开始,再慢慢地提高难度。
问题一: 的约数有几个? 的约数有几个?
问题二: 的约数有几个? 的约数有几个?
针对问题一,学生能够很快回答。办法就是先写约数,再点约数的个数。
的约数包括:; 共有 个;
的约数包括:; 共有 个;
针对问题二,这办法就不好使了。于是我们回头找规律。
如果用质因数相乘的形式表示,则:
的所有约数可以整理成一张表格:
的所有约数可以整理成一张表格:
从以上两数就可以归纳出约数个数的规律:
如果一个整数可以表示为两个质因数的幂相乘的形式:,则它的约数个数为 ;
如果一个整数可以表示为三个质因数的幂相乘的形式:,则它的约数个数为 ;
总之,把所有质因数的指数加1后再相乘,就等于这个整数的约数的个数.
掌握了这个方法, 的约数个数就好算了.
如果用质因数的幂的积来表示,则 , 所以它的约数个数为:.
这时我们发现,这问题与前面面馆的口味问题高度相似!
用同样的公式,可以计算 的约数个数。因为 ,所以它的约数个数有 个
现在回到开头的问题。70 的倍数有无穷多个,我们可以写出比较小的几个。
70 的倍数 | 约数个数 |
---|---|
如果它恰有70 个约数,则最右边一栏就应该是:;
这样的数,如果用质因数的幂的积来表示,就应该是这样子:.
互不相同而且都在 这三个数中. 这是一个排列问题,结论就是共有6种情况,清单如下。
【提炼与提高】
在小学数学竞赛中,数论占据重要地位. 小学阶段的竞赛题,基本上是围绕初等数论中的一些常用结论来命制。整数的约数个数是一个高频考点。
本文想了一些办法,让学生以探究、归纳的方式学习约数的个数的计算方法。供有兴趣的家长和老师参考。
【更多习题】
以下两题只是修改了一下数字,供学生巩固之用。
(1)所有 110 的倍数中,共有多少个数恰有 110 个约数?
(2)所有 210 的倍数中,共有多少个数恰有 210 个约数?
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