2011年中招考試：《初中數(shù)學》競賽講座(23)

競賽講座23

完全平方數(shù)

　　(一)完全平方數(shù)的性質

　　一個數(shù)如果是另一個整數(shù)的完全平方，那么我們就稱這個數(shù)為完全平方數(shù)，也叫做平方數(shù)。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,…

　　觀察這些完全平方數(shù)，可以獲得對它們的個位數(shù)、十位數(shù)、數(shù)字和等的規(guī)律性的認識。下面我們來研究完全平方數(shù)的一些常用性質：

　　性質1：完全平方數(shù)的末位數(shù)只能是0,1,4,5,6,9。

　　性質2：奇數(shù)的平方的個位數(shù)字為奇數(shù)，十位數(shù)字為偶數(shù)。

　　證明　奇數(shù)必為下列五種形式之一：

　　10a+1, 10a+3, 10a+5, 10a+7, 10a+9

　　分別平方后，得

　　(10a+1)=100+20a+1=20a(5a+1)+1

　　(10a+3)=100+60a+9=20a(5a+3)+9

　　(10a+5)=100+100a+25=20(5a+5a+1)+5

　　(10a+7)=100+140a+49=20(5a+7a+2)+9

　　(10a+9)=100+180a+81=20

　　(5a+9a+4)+1

　　綜上各種情形可知：奇數(shù)的平方，個位數(shù)字為奇數(shù)1,5,9;十位數(shù)字為偶數(shù)。

　　性質3：如果完全平方數(shù)的十位數(shù)字是奇數(shù)，則它的個位數(shù)字一定是6;反之，如果完全平方數(shù)的個位數(shù)字是6，則它的十位數(shù)字一定是奇數(shù)。

　　證明　已知=10k+6，證明k為奇數(shù)。因為的個位數(shù)為6，所以m的個位數(shù)為4或6，于是可設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(shù)。

　　推論1：如果一個數(shù)的十位數(shù)字是奇數(shù)，而個位數(shù)字不是6，那么這個數(shù)一定不是完全平方數(shù)。

　　推論2：如果一個完全平方數(shù)的個位數(shù)字不是6，則它的十位數(shù)字是偶數(shù)。

　　性質4：偶數(shù)的平方是4的倍數(shù);奇數(shù)的平方是4的倍數(shù)加1。

　　這是因為　(2k+1)=4k(k+1)+1

　　(2k)=4

　　性質5：奇數(shù)的平方是8n+1型;偶數(shù)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(shù)可得到(2k+1)是8n+1型的數(shù);由為奇數(shù)或偶數(shù)可得(2k)為8n型或8n+4型的數(shù)。

　　性質6：平方數(shù)的形式必為下列兩種之一：3k,3k+1。

　　因為自然數(shù)被3除按余數(shù)的不同可以分為三類：3m,3m+1, 3m+2。平方后，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(shù)的平方為5k±1型，能被5整除的數(shù)的平方為5k型。

　　性質8：平方數(shù)的形式具有下列形式之一：16m,16m+1,16m+4,16m+9。

　　除了上面關于個位數(shù)，十位數(shù)和余數(shù)的性質之外，還可研究完全平方數(shù)各位數(shù)字之和。例如，256它的各位數(shù)字相加為2+5+6=13，13叫做256的各位數(shù)字和。如果再把13的各位數(shù)字相加：1+3=4，4也可以叫做256的各位數(shù)字的和。下面我們提到的一個數(shù)的各位數(shù)字之和是指把它的各位數(shù)字相加，如果得到的數(shù)字之和不是一位數(shù)，就把所得的數(shù)字再相加，直到成為一位數(shù)為止。我們可以得到下面的命題：

　　一個數(shù)的數(shù)字和等于這個數(shù)被9除的余數(shù)。

　　下面以四位數(shù)為例來說明這個命題。

　　設四位數(shù)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(shù)被9除的余數(shù)。

　　對于n位數(shù)，也可以仿此法予以證明。

　　關于完全平方數(shù)的數(shù)字和有下面的性質：

　　性質9：完全平方數(shù)的數(shù)字之和只能是0,1,4,7,9。

　　證明　因為一個整數(shù)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

　　除了以上幾條性質以外，還有下列重要性質：

　　性質10：為完全平方數(shù)的充要條件是b為完全平方數(shù)。

　　證明　充分性：設b為平方數(shù)，則

　　==(ac)

　　必要性：若為完全平方數(shù)，=，則

　　性質11：如果質數(shù)p能整除a，但不能整除a，則a不是完全平方數(shù)。

　　證明　由題設可知，a有質因子p，但無因子，可知a分解成標準式時，p的次方為1，而完全平方數(shù)分解成標準式時，各質因子的次方均為偶數(shù)，可見a不是完全平方數(shù)。

　　性質12：在兩個相鄰的整數(shù)的平方數(shù)之間的所有整數(shù)都不是完全平方數(shù)，即若

　　則k一定不是完全平方數(shù)。

　　性質13：一個正整數(shù)n是完全平方數(shù)的充分必要條件是n有奇數(shù)個因子(包括1和n本身)。

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