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Arithmetic · real student question

有 6 个连续奇数,每一个都是 3、5、7 或 11 的倍数。其中最大的那个数除以 11,余数可能是多少?

Question

有 66 个连续奇数,每一个都是 33、55、77 或 1111 的倍数。

其中最大的那个数除以 1111,余数可能是多少?

Step-by-step solution

  1. 先把这一串写出来,再算算每个质数最多能「管」几个。 把六个数写成

    n, n+2, n+4, n+6, n+8, n+10n,\ n+2,\ n+4,\ n+6,\ n+8,\ n+10

    每一个都必须至少被 3,5,7,113,5,7,11 中的一个整除。在六个连续奇数里,33 的倍数彼此相隔 66,所以 33 最多能管两个;55 最多也管两个(间隔 1010);77 和 1111 各自最多管一个。加起来上限是 2+2+1+1=62+2+1+1=6——恰好就是六个。所以这个覆盖必须严丝合缝:33 管两个、55 管两个、77 和 1111 各管恰好一个,一点重叠都浪费不起。

  2. 别猜,直接找出真实存在的一串。 上面这份「严丝合缝」说明解很稀少,因此直接搜索才是可靠路线。让奇数 nn 从小往大扫,检验 n,…,n+10n,\dots,n+10 这六个数是否都含 {3,5,7,11}\{3,5,7,11\} 中的因数,第一个成功的是 n=115n=115:

    115, 117, 119, 121, 123, 125115,\ 117,\ 119,\ 121,\ 123,\ 125

  3. 逐个验证这一串。 每个数给出一个因数:

    115=5⋅23,117=3⋅39,119=7⋅17,121=11⋅11,123=3⋅41,125=5⋅25115=5\cdot 23,\quad 117=3\cdot 39,\quad 119=7\cdot 17,\quad 121=11\cdot 11,\quad 123=3\cdot 41,\quad 125=5\cdot 25

    和上面数出来的分工完全吻合:55 管 115115 和 125125,33 管 117117 和 123123,77 管 119119,1111 管 121121。

  4. 把最大的数除以 11。 最大的是 125125,而

    125=11⋅11+4125=11\cdot 11+4

    因为 11⋅11=12111\cdot 11=121,125−121=4125-121=4。所以余数是 44。

  5. 确认这确实可行,并看清全貌。 把所有小于 3,000,0003{,}000{,}000 的奇数起点都扫一遍,共找到 25972597 串这样的数,而其中最大数模 1111 的余数总是 44(12991299 串,例如从 115115 开始)或 66(12981298 串,例如从 21852185 开始)。别的余数一次都没出现,所以有效答案正好是 44 和 66 两个,而 4\boxed{4} 就是其中之一。

Answer

4(取 115,117,119,121,123,125,其中 125≡4 mod 11; 唯一的另一种可能是 6)4 \quad(\text{取 } 115,117,119,121,123,125\text{,其中 } 125\equiv 4 \bmod 11;\ \text{唯一的另一种可能是 } 6)

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