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最小的合数是几(如何才能缩小合数的范围?(20年1月21日))

最小的合数是几

最小的合数是4。

合数指自然数中除了能被1和本身整除外,还能被其他数(0除外)整除的数。自然数从0开始:

0和1既不是质数也不是合数;

2和3都只有1和它本身一个因数,因此不是合数;

4有1,2,4共计3个因数,因此,4是最小的合数。

如何才能缩小合数的范围?(20年1月21日)

今天的题目是数论问题,
详细讲解后小学五年级学生能听懂。

题目(4星难度):
如果两个正整数的最大公约数是1,就称这两个数互质。在不大于2020的所有正整数中,能否找到15个合数,使它们两两互质?

辅导方法:
将题目写给孩子,
让他自行思考解答,
若20分钟仍然没有思路,
再由家长进行提示性讲解。

讲解思路:
这道题属于数论问题,
要说明能找到,只需写出15个合数,
要说明不能找到,需要给出严格证明。
同昨天的题目一样,
这类题大多选择严格证明。
由于满足条件的合数有很多个,
故应想办法缩小数量,
分解质因数的办法能有效的缩小数量。
总的解题思路是:
采用反证的方法,
假设存在这样15个合数,
先考虑每个合数的最小质因数的范围,
再考虑这15个合数的最小质因数是否相同,
最后看能否推出矛盾。

步骤1:
先考虑第一个问题,
求不大于2020的合数的最小质因数范围。
这个问题比较简单,
任意一个正整数的质因数分解都唯一,
把所有质因数从小到大排列,
最小的质因数的平方一定小于正整数。
由于45*45=2025,44*44=1936,
因此最小的质因数一定小于45。

步骤2:
再考虑第二个问题,
这15个合数的最小质因数是否相同?
如果两个合数a,b的最小质因数相同,
则a,b的最大公约数就不是1,
故a,b就不可能互质。
由于这15个合数都两两互质,
因此它们的最小质因数都互不相同。

步骤3:
综合上述几个问题,
考虑原题目的答案。
根据步骤1的结论,
最小质因数都小于45,
而小于45的质数只有14个。
根据步骤2的结论,
这15个最小的因数都互不相同,
从数量上出现了矛盾。
矛盾出现的原因是假设不成立,
所以原题中的15个合数不存在。

思考题(3星难度):
有2个自然数a,b,它们的平方和是3的整数倍,问a和b可能互质吗?


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