整数的p进位制及其应用
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正整数有无穷多个,为了用有限个数字符号表示出无限多个正整数,人们发明了进位制,这是一种位值记数法。进位制的创立体现了有限与无限的对立统一关系,近几年来,国内与国际竞赛中关于“整数的进位制”有较多的体现,比如处理数字问题、处理整除问题及处理数列问题等等。在本节,我们着重介绍进位制及其广泛的应用。
基础知识
给定一个m位的正整数A,其各位上的数字分别记为
![]() ![]() ![]() 由于我们所研究的整数通常是十进制的,因此A可以表示成10的
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 为了具备一般性,我们给出正整数A的p进制表示:
![]() ![]() ![]() 而
![]() ![]() 典例分析
例1.将一个十进制数字2004(若没有指明,我们也认为是十进制的数字)转化成二进制与八进制,并将其表示成多项式形式。
分析与解答
分析:用2作为除数(若化为p进位制就以p作为除数),除2004商1002,余数为0;再用2作为除数,除1002商501余数为0;如此继续下去,起到商为0为止。所得的各次余数按从左到右的顺序排列出来,便得到所化出的二进位制的数。
解:
故
![]() ![]() 同理,有
![]() ![]() 处理与数字有关的问题,通常利用定义建立不定方程来求解。
例2.求满足
![]() ![]() 解:由于
![]() ![]() ![]() 当
![]() ![]() 当
![]() ![]() 当
![]() ![]() 当
![]() ![]() 当
![]() ![]() 于是所求的三位数只有512。
例3.一个四位数,它的个位数字与百位数字相同。如果将这个四位数的数字顺序颠倒过来(即个位数字与千位数字互换,十位数字与百位数字互换),所得的新数减去原数,所得的差为7812,求原来的四位数。(1979年云南省竞赛题)
解:设该数的千位数字、百位数字、十位数字分别为
![]() 原数
![]() 颠倒后的新数
![]() 由②-①得7812=
![]() 即
![]() 比较③式两端百位、十位、个位数字得
![]() 由于原四位数的千位数字
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 例4.递增数列1,3,4,9,10,12,13,……是由一些正整数组成,它们或是3的幂,或是若个不同的3的幂之和,求该数列的第100项。(第4届美国数学邀请赛试题)
解:将已知数列写成3的方幂形式:
![]() 易发现其项数恰好是自然数列对应形式的二进制表示:
即
![]() 由于100=
![]() 所以原数列的第100项为
![]() 例5.1987可以在b进制中写成三位数
![]() ![]() ![]() ![]() 解:易知
![]() ![]() 即
![]() 由
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 又因为
![]() ![]() ![]() 又由
![]() ![]() 例6.设
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 解:设
![]() ![]() ![]() ![]() 而
![]() ![]() ![]() ![]() 即
![]() 又可证
![]() ![]() ![]() 即
![]() 于是
![]() ![]() ![]() ![]() 于是
![]() ![]() ![]() 即
![]() ![]() ![]() ![]() 从而
![]() ![]() ![]() ![]() 例7.若
![]() ![]() ![]() 解:(1)若
![]() (2)若
![]() (3)若
![]() ![]() ![]() ![]() 即
![]() ![]() ![]() 若
![]() 若
![]() ![]() ![]() 若
![]() 若(
![]() ![]() ![]() ![]() 综上所述,共有9+1+9+10+4=33个。
例8.如果一个正整数
![]() ![]() 解:首先考虑“好的”非负整数,考察如下两个引理:
引理1.在3个连续非负整数
![]() ![]() 证明:在这三个非负整数的三进制表示中,0,1,2各在最后一位出现一次,其作各位数字相同,于是三个数各位数字之和是三个连续的正整数,其中有且仅有一个能被3整除(即“好的”),引理1得证。
引理2.在9个连续非负整数
![]() ![]() 证明:由引理1不难得知在9个连续非负整数
![]() ![]() 另一方面,在这三个“好的”非负整数的三进制表示中,最高位与倒数第三位完全相同,倒数第二位分别取0,1,2。若它使它们成为“好的”非负整数,则最后一位不相同,引理2得证。
将所有“好的”非负整数按从小到大的顺序排成一列,设第2004个“好的”非负整数为
![]() 得
![]() ![]() 设前
![]() ![]() 因此
![]() 又因为
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整数N进制以及其应用
最新推荐文章于 2024-03-21 17:42:40 发布