有些整数方程并不需要先寻找大量候选值。先看平方数可能留下哪些余数,就可能排除整类情况。下面从基础证明练习出发,方法比记住一个结论更重要。
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先证明平方数的余数范围
整数n若为偶数,可写成2k,平方为4k²,除以4余0;若为奇数,可写成2k+1,平方为4k(k+1)+1,除以4余1。
因此任何整数平方模4只能是0或1。这个论证覆盖负整数和零,不需要逐一列出它们。
把余数用于方程
若x²+y²=2027,左边模4只可能为0、1或2,但2027除以4余3,因此不存在整数解。
完整解释应同时写明两个平方的可能余数与目标数的余数。只写一句“模4矛盾”可能掩盖自己是否真正检查了所有组合。
通过余数检查不代表一定有解
例如目标数6模4余2,未被上述方法排除,但并不因此存在整数平方和表示。若x²+y²=6,两个平方都不超过6,可能平方仅0、1、4,逐项组合不能得到6。
这说明余数条件在这里是必要条件,不能单独当作充分条件。
怎样选择模数
观察式子的结构:平方常可先看模4,涉及三倍关系可试模3,但不必对每题机械尝试所有模数。先寻找能明显限制余数的表达式。
STEP准备中可以把一次成功排除写成“结构—余数—矛盾”的短链条,再选择更复杂的问题练组合方法。使用官方支持资源时,按自己的基础逐步推进。
延伸阅读:STEP参数题怎样避免漏解?分类讨论、判别式与边界检查训练。
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