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小学奥数中的数论篇,到底学些什么?普通孩子有必要学吗

 一个大风子 2023-04-20 发布于山东

提到小学奥数相信大多数人都不陌生,都是知道它比课内的知识要难,属于深度拓展部分。不少考试的附加题,可能就是源自于简单的奥数题,大多数孩子这类题是拿不到满分的。

一般来说小学奥数是有六大模块。其中有一个模块,大家一直在用相关的知识,但课本上只是一带而过。包括不少初中生也没怎么接触过。它就是数论,那么小学奥数中的数论到底学什么?它虽然是基础数论知识,但对于计算还是有相当大的帮助。其中的位值原理与进制,就是我们平常计算的基石。为什么我们在平常的计算中,都是满十进一,借一当十?原因就在于我们使用的是十进制。那你知道为什么我们说的数字,是0~9这十个数字吗?其实也是因数十进制的原因。

假如说换成了七进制,那你知道它各个数位上的数字,所代表的值是多少吗?而且这些数位上的数字最小是多少,最大是多少吗?当然学了进制与位值原理,随便是哪个进制,一点就通。这里面学的是一般形式。当你会一般形式了,特殊情况,直接往里面代入就行了。其实说白了,我们用得最多的十进制,只不过是众多进制中,一种大家使用频率最高的一种进制而已。

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大家在做整数的除法时,是不是有一条规定:余数最小可以是0,但不能大于除数。想像一下,这个和进制是否也能建立联系?此时的除数是不是相当于进制?余数是不是相当末位数字?无论何种进制下,数位上的数字必定要比进制要小,最大是该进制减一。比如说是N进制,那么数位上的数字最小是0(当然最高位不能为0),数位上最大的数字是(N-1)。


数论也叫初等数论或者是整数论。是研究整数规律的一个模块的内容。小学奥数中接触的这块内容,虽然是浅浅地接触了一下。它独立于校内,但又和校内知识联系非常紧密。

像校内在学习分数计算的时候,约分要用到最大公约数。通分要求最小公倍数,这些其实都是属于数论的内容。又比如奇偶性,课本上也学了,但犹如蜻蜓点水一样,一带而过,相关的练习不多,也出得简单。其实奇偶性的作用还是挺大的,尤其是在分类讨论,排除推理过程中,用得非常多。可有效减少大家的运算量,少做无用功。

数论模块的学习,大致也分为了四个板块:整除、余数、质数、合数、约数、倍数。

数论原理,第一个模块整除。它会把整除的性质,和一些常见的数的整除判定进行讲解。利用位值原理进行推导。比如说像尾数系、和系、差系、分段求和、分段做差,以及一些杂合系的整除判断等等。这些推导过程具有一般性,比单纯的用数字去验证更具说服力。大多数没接触过数论知识的同学,只是记住结论,但不知道那些整除判断,为什么是那样。而学习数论知识,就是让大家知其然知其所以然。

这部分内容,是后面学习余数、质数、合数、因数、倍数学习的基础。虽然难度不大,但是特别的重要。

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第二模块是余数的学习。它包括了带有余数的除法算式以及应用。余数的三大定理(余数具有可加性;可减性;以及可乘性,当然由可乘性也能推导出,余数具有可乘方性),同余问题和同余定理,物不知数和中国剩余定理等等,在校内带余除法的基础上,会进行更加深入的讲解。

第三模块质、合、约、倍。包括了质数与合数,因数与倍数,公因数与公倍数、最大公因数与最小公倍数。完全平方数的性质、特征和应用等等。

这部分也是和校内数学联系最紧密的部分,我们前面说的分数的应用。用到的知识其实都在这里了。分解质因数,求最大公因数,最小公倍数。另外学习数论过程中,对于大于100的四位自然数怎么判断它是质数还是合数,也是需要掌握的。这个在求两个较大自然数的最大公因数时用得上。

这里给大家推荐一本《质数的孤独》,有兴趣的朋友可以去读一读。

分解质因数后,大家记得将质因数进行由小到大排序,并写成质因数指数相乘的形式。求最大公因数、最小公倍数时,一目了然。而且求因数个数时,也是可以口算。它所使用的就是乘法原理:步步相乘。

因为一个数的因数,其实是由每个质因数的选择个数来决定的。有几个不同的质因数,那么就要分几步。有一点特别要注意,因为不选择也是一种选择。所以因数个数是:质因数的各个指数加1连乘。比如12分解质因数是:2的2次方乘3。它包含质因数2和3,所以需要两步完成,2有(2+1)=3种选择,质因数3的指数是1,所以它有1+1=2种选择。因此12的因数个数有:(2+1)*(1+1)=3*2=6个。

像这种数比较小,因数个数不多的数,好像看不出因数个数定理有什么作用?和枚举法相比,也没看出有什么优势。但如果数比较大,比如问你36000有多少个因数?那这个优势可就大了。用枚举法,做这一题会累趴下,关键很容易出错。掌握方法1分钟不到,可出完全正确答案。不仅快而且准确。

因数个数定理,也可以作为我们的一种工具来使用。

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当然我们学习知识,正向的要学会并使用,当然逆运用也要学会灵活运用 ,这才是真正掌握。

第四模块是数论原理。像位值原理,进制问题等等都会在这个模块进行讲解,它也是其他模块学习的理论基础。这个就好比学习乘法与除法的:九九乘法表,一样重要。

有人说数论学得好的孩子,数学成绩不一定好,但数学学得好的孩子,数论方面一定学得扎实。数论知识也是竞赛的必备知识,数论题往往题目非常短,题干是数字非常少,甚至没有具体的数,但又要大家去求具体的数。不少同学不知道,从何下手,而且往往需要分类讨论,这也是很多同学害怕的原因之一。

如果你觉得图文理解起来比较费劲,也可以购买视频版的,共24讲,其中能掌握前16讲,已经能满足绝大多数初三以内学生的要求了。有需要的可以私信我。

你家孩子有没有学过一些基础的数论知识?你认为这部分知识有用吗?欢迎大家在评论中各抒己见。

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