初中数学竞赛专题:奇数和偶数
整数中,能被2整除的数是偶数,反之是奇数,偶数可用2k表示,奇数可用2k+1表示,这里k是整数.
关于奇数和偶数,有下面的性质:
(1)奇数不会同时是偶数;两个连续整数中必是一个奇数一个偶数;
(2)奇数个奇数和是奇数;偶数个奇数的和是偶数;任意多个偶数的和是偶数;
(3)两个奇(偶)数的差是偶数;一个偶数与一个奇数的差是奇数;
(4)若a、b为整数,则a+b与a-b有相同的奇数偶;
(5)n个奇数的乘积是奇数,n个偶数的乘积是2n的倍数;顺式中有一个是偶数,则乘积是偶数.
以上性质简单明了,解题时如果能巧妙应用,常常可以出奇制胜.
1.代数式中的奇偶问题
例1(第2届"华罗庚金杯"决赛题)下列每个算式中,最少有一个奇数,一个偶数,那么这12个整数中,至少有几个偶数?
□+□=□,□-□=□,
□×□=□□÷□=□.
解因为加法和减法算式中至少各有一个偶数,乘法和除法算式中至少各有二个偶数,故这12个整数中至少有六个偶数.
2.与整除有关的问题
例4(首届"华罗庚金杯"决赛题)70个数排成一行,除了两头的两个数以外,每个数的3倍都恰好等于它两边两个数的和,这一行最左边的几个数是这样的:0,1,3,8,21,….问最右边的一个数被6除余几?
解设70个数依次为a1,a2,a3据题意有
a1=0,偶
a2=1奇
a3=3a2-a1,奇
a4=3a3-a2,偶
a5=3a4-a3,奇
a6=3a5-a4,奇
………………
由此可知:
当n被3除余1时,an是偶数;
当n被3除余0时,或余2时,an是奇数,显然a70是3k+1型偶数,所以k必须是奇数,令k=2n+1,则
a70=3k+1=3(2n+1)+1=6n+4.
解设十位数,五个奇数位数字之和为a,五个偶数位之和为b(10≤a≤35,10≤b≤35),则a+b=45,又十位数能被11整除,则a-b应为0,11,22(为什么?).由于a+b与a-b有相同的奇偶性,因此a-b=11即a=28,b=17.
要排最大的十位数,妨先排出前四位数9876,由于偶数位五个数字之和是17,现在8+6=14,偶数位其它三个数字之和只能是17-14=3,这三个数字只能是2,1,0.
故所求的十位数是9876524130.
3.图表中奇与偶
例8(第36届美国中学生数学竞赛试题)将奇正数1,3,5,7…排成五列,按右表的格式排下去,1985所在的那列,从左数起是第几列?(此处无表)
解由表格可知,每行有四个正奇数,而1985=4×496+1,因此1985是第497行的第一个数,又奇数行的第一个数位于第二列,偶数行的第一个数位于第四列,所以从左数起,1985在第二列.
4.有趣的应用题
例12一个矩形展览厅被纵横垂直相交的墙壁隔成若干行、若干列的小矩形展览室,每相邻两室间都有若干方形门或圆形门相通,仅在进出展览厅的出入口处有若干门与厅外相通,试证明:任何一个参观者选择任何路线任意参观若干个展览室(可重复)之后回到厅外,他经过的方形门的次数与圆形门的次数(重复经过的重复计算)之差总是偶数.
证明给出入口处展览室记"+"号,凡与"+"相邻的展览室记"-"号,凡与"-"号相邻的展览室都记"+"号,如此则相邻两室的"+"、"-"号都不同.
一参观者从出入口处的"+"号室进入厅内,走过若干个展览室又回到入口处的"+"号室,他的路线是+-+-…+-+-,即从"+"号室起到"+"号室止,中间"-"、"+"号室为n+1(重复经过的重复计算),即共走了2n+1室,于是参观者从厅外进去参观后又回到厅外共走过了2n+2个门(包括进出出入口门各1次).设其经过的方形门的次数是r次,经过圆形门的次数是s,则s+r=2n+2为偶数,故r-s也为偶数,所以命题结论成立.
例13有一无穷小数A=0.a1a2a3…anan+1an+2…其中ai(i=1,2)是数字,并且a1是奇数,a2是偶数,a3等于a1+a2的个位数…,an+2是an+an+1(n=1,2…,)的个位数,证明A是有理数.
证明为证明A是有理数,只要证明A是循环小数即可,由题意知无穷小数A的每一个数字是由这个数字的前面的两位数字决定的,若某两个数字ab重复出现了,即0.…ab…ab…此小数就开始循环.
而无穷小数A的各位数字有如下的奇偶性规律:
A=0.奇偶奇奇偶奇奇偶奇……
又a是奇数可取1,3,5,7,9;
b是偶数可取0,2,4,6,8.
所以非负有序实数对一共只有25个是不相同的,在构成A的前25个奇偶数组中,至少出现两组是完全相同的,这就证得A是一循环小数,即A是有理数.

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