本节定位:数量关系中的“周期与分组”利器。掌握“中国剩余定理口诀”和“逐步满足法”,能让你在分组物资、周期报数等复杂应用题中快速解题。

一、方法背景与适用场景

1. 基础概念

  • 余数基本关系式:$\text{被除数} \div \text{除数} = \text{商} \dots \text{余数}$ ($0 \le \text{余数} < \text{除数}$)。
  • 余数基本恒等式:$\text{被除数} = \text{除数} \times \text{商} + \text{余数}$。
  • 同余:若两个整数 $a$ 和 $b$ 除以 $m$ 所得余数相同,则称 $a$ 和 $b$ 对模 $m$ 同余,记作 $a \equiv b \pmod m$。

2. 余数可加减乘特性

  • 可加性:$28+16=44$,$44 \div 3$ 余 2。可拆分为:$28 \div 3$ 余 1,$16 \div 3$ 余 1 $\rightarrow$ 余 $1+1=2$。
  • 可减性:$28-16=12$,$12 \div 3$ 余 0。可拆分为:余 $1-1=0$。
  • 可乘性:$28 \times 16=448$,$448 \div 3$ 余 1。可拆分为:余 $1 \times 1=1$。

3. 适用场景(题干特征)

  • 题目出现“每人”、“平均”、“多几个”、“少几个”、“分一组多/剩”等关键词。
  • 分组问题:已知物品按不同数量分组后的剩余情况,求总数。
  • 周期问题:已知循环周期,求第 $N$ 项的状态。

二、常见设问方式

  • “这批物资至少有多少个?”(求最小值)
  • “该单位员工人数在 300-400 之间,问有多少人?”(结合范围求特定值)
  • “下一次出现这种情况是在第几天?”(求周期)

三、标准操作步骤

步骤1:列出同余方程

根据题干描述,将条件转化为同余方程。
例:“每 3 人一组剩余 1 人” $\rightarrow x \equiv 1 \pmod 3$。

步骤2:观察余数特征,选择方法

特征 口诀 通项公式 示例
余数相同 余同加余 $T = \text{LCM} \times n + \text{余数}$ $\div 3$ 余 2,$\div 4$ 余 2 $\rightarrow 12n + 2$
差相同(除数-余数) 差同减差 $T = \text{LCM} \times n - \text{差}$ $\div 5$ 余 4,$\div 4$ 余 3(差均为1) $\rightarrow 20n - 1$
和相同(除数+余数) 和同加和 $T = \text{LCM} \times n + \text{和}$ $\div 3$ 余 2,$\div 4$ 余 1(和均为5) $\rightarrow 12n + 5$

注:LCM 为除数的最小公倍数。

步骤3:求解

  • 口诀符合:直接套通项公式,结合题目给出的范围定具体值。
  • 口诀不符合:用逐步满足法(先写出满足一个条件的数,再逐步筛选满足第二个、第三个条件)。
  • 选择题首选代入排除法(直接代入选项验证余数条件,最快最稳)。

四、典型例题精讲

题型一:差同减差

【例1】

盒子里有乒乓球100多个。每次取5个剩下4个,每次取4个剩下3个,每次取3个剩下2个。那么每次取12个剩下多少个?
A.11  B.10  C.9  D.8
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解析

  1. 观察特征
    $\div 5$ 余 4(差 $5-4=1$)
    $\div 4$ 余 3(差 $4-3=1$)
    $\div 3$ 余 2(差 $3-2=1$)
    差均为 1,符合“差同减差”。
  2. 写通项公式
    LCM(5, 4, 3) = 60。
    $T = 60n - 1$。
  3. 确定数值
    题目要求“100多个”,当 $n=2$ 时,$T = 120 - 1 = 119$。
  4. 求解设问
    $119 \div 12 = 9 \dots 11$。

答案:A

【例2】

一支参加阅兵的队伍,人数是5的倍数且不少于1000人。如果每横排扗4人编队,最后少3人;如果每横排扗3人编队,最后少2人;如果每横排扗2人编队,最后少1人。请问,这支队伍最少有多少人?
A.1045  B.1125  C.1235  D.1345
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解析

  1. 转化条件
    “少3人” $\rightarrow$ 缺 3 即余 1($\div 4$ 余 1)。
    “少2人” $\rightarrow$ 缺 2 即余 1($\div 3$ 余 1)。
    “少1人” $\rightarrow$ 缺 1 即余 1($\div 2$ 余 1)。
  2. 观察特征:余数皆为 1,符合“余同加余”。
  3. 写通项公式
    LCM(4, 3, 2) = 12。
    $T = 12n + 1$。
  4. 结合条件求解
    要求 $T$ 是 5 的倍数且 $\ge 1000$。
    $T$ 的尾数必须是 0 或 5。
    $12n$ 的尾数必须是 9(不可能)或 4。
    当 $12n$ 尾数为 4 时,$n$ 须以 2 或 7 结尾。
    尝试 $n=87$,$T = 12 \times 87 + 1 = 1045$,满足条件。

答案:A

题型二:余同加余

【例3】社工招募

某社区计划组建多支社工团队。如果每支团队由3名社工组成,则剩余2名;如果每支团队由4名社工组成,同样剩余2名。问该社区可能招募了()名社工。
A.32  B.34  C.36  D.38
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解析

  1. 观察特征:余数都是 2,符合“余同加余”。
  2. 通项公式
    LCM(3, 4) = 12。
    $T = 12n + 2$。
  3. 验证选项
    A: $32 - 2 = 30$(非12倍数)
    B: $34 - 2 = 32$(非12倍数)
    C: $36 - 2 = 34$(非12倍数)
    D: $38 - 2 = 36$(是12倍数),符合。

答案:D

题型三:逐步满足法(口诀不适用)

【例4】

一群学生分小组在户外活动,如3人一组还多2人,5人一组还多3人,7人一组还多4人,则该群学生的最少人数是?
A.23  B.53  C.88  D.158
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解析

  1. 观察特征:余数不同(2, 3, 4),差不同(1, 2, 3),和不同(5, 8, 11)。口诀失效。
  2. 逐步满足法
    先列满足 $\div 5$ 余 3 的数:3, 8, 13, 18, 23, 28, 33, 38, 43, 48, 53...
    筛选同时 $\div 3$ 余 2 的:8($8 \div 3 = 2 \dots 2$),23,38,53...(通项 $15k + 8$)。
    筛选同时 $\div 7$ 余 4 的:
    $k=0, T=8$(不符);
    $k=1, T=23$($23 \div 7 = 3 \dots 2$ 不符);
    $k=2, T=38$($38 \div 7 = 5 \dots 3$ 不符);
    $k=3, T=53$($53 \div 7 = 7 \dots 4$ 符合)。

答案:B

【例5】

学生在操场上列队做操,人数在90-110之间。排成3排则不多不少;排成5排则少2人;排成7排则少4人。则学生人数是多少?
A.102  B.98  C.104  D.108
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解析

  1. 转化条件
    $\div 3$ 余 0。
    $\div 5$ 少 2 $\rightarrow \div 5$ 余 3。
    $\div 7$ 少 4 $\rightarrow \div 7$ 余 3。
  2. 观察特征:$\div 5$ 和 $\div 7$ 的余数均为 3(余同)。
  3. 合并部分条件
    LCM(5, 7) = 35。
    $T = 35n + 3$。
  4. 结合范围筛选
    $n=1, T=38$;
    $n=2, T=73$;
    $n=3, T=108$(在 90-110 之间)。
  5. 验证剩余条件
    验证 $108 \div 3 = 36 \dots 0$,符合。

答案:D

五、与其他方法的对比

方法关系
与倍数特性余数特性常结合倍数特性使用。如“每人分10个还剩3个” $\rightarrow$ (总数-3)能被 10 整除。
与代入排除在选择题中,代入排除法优先级最高。直接将选项代入验证“是否 $\div 3$ 余 2”等条件,通常比推导通项公式更快。

六、易错点与练习建议

常见易错点

  • 口诀乱用:看到两个余数直接相加 $\rightarrow$ 必须严格检查是否满足“余同/差同/和同”条件。
  • 忽略“少/缺”含义:如“少 2 人”是指“除数 - 2 = 余数”,而非余 2。
  • 死算通项公式:选择题无需每次都推导公式,优先尝试代入选项。

刷题建议

  • 核心口诀:余同加余,差同减差,和同加和,最小公倍数作周期。
  • 策略优先级:代入排除 > 口诀秒杀 > 逐步满足法。
  • 专项练习:重点练习“差同减差”题型,这是考试最常见的出题陷阱。