如果一个个位数字为5的三位数除以2,3,4,5,6,7,8,9的余数互不相等,那么这个数是 ___ .

完整解法

1. 分析各个除数可能产生的余数范围,推导较小除数的唯一可能余数

设该三位数为 NN,其除以 2,3,4,5,6,7,8,92, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 的余数分别记为 r2,r3,r4,r5,r6,r7,r8,r9r_2, r_3, r_4, r_5, r_6, r_7, r_8, r_9。
已知 NN 的个位数字为 55,故:

  • NN 为奇数,得 r2=1r_2 = 1;
  • NN 为 55 的倍数,得 r5=0r_5 = 0。

由于 8 个余数互不相等,余数 00 和 11 已经被占用,其余除数的余数均不为 00 或 11。
考虑除数 33:r3<3r_3 < 3 且 r3∉{0,1}r_3 \notin \{0, 1\},故唯一可能为 r3=2r_3 = 2。
考虑除数 44:r4<4r_4 < 4 且 r4∉{0,1,2}r_4 \notin \{0, 1, 2\},故唯一可能为 r4=3r_4 = 3。

2. 利用整除与同余关联,确定 $r_6, r_8, r_9$ 的值

由 N≡1(mod2)N \equiv 1 \pmod 2 且 N≡2(mod3)N \equiv 2 \pmod 3,可知:
N≡5(mod6)  ⟹  r6=5N \equiv 5 \pmod 6 \implies r_6 = 5
此时已占用的余数为 {0,1,2,3,5}\{0, 1, 2, 3, 5\}。

再看除数 88:N≡3(mod4)  ⟹  N(mod8)∈{3,7}N \equiv 3 \pmod 4 \implies N \pmod 8 \in \{3, 7\}。
由于 r4=3r_4 = 3,余数 33 已被占用,故 r8=7r_8 = 7。

再看除数 99:N≡2(mod3)  ⟹  N(mod9)∈{2,5,8}N \equiv 2 \pmod 3 \implies N \pmod 9 \in \{2, 5, 8\}。
由于余数 22 和 55 已分别被 r3,r6r_3, r_6 占用,故 r9=8r_9 = 8。

此时已确定的余数有:r2=1,r3=2,r4=3,r5=0,r6=5,r8=7,r9=8r_2=1, r_3=2, r_4=3, r_5=0, r_6=5, r_8=7, r_9=8。

3. 列出同余方程求出满足条件的可能三位数,并检验除以 7 的余数

注意到对于除数 2,3,4,6,8,92, 3, 4, 6, 8, 9,均有:
N≡−1(modd)N \equiv -1 \pmod d
因此 N+1N + 1 是 lcm⁡(2,3,4,6,8,9)=72\operatorname{lcm}(2, 3, 4, 6, 8, 9) = 72 的倍数,即:
N≡−1≡71(mod72)N \equiv -1 \equiv 71 \pmod{72}
又因为 NN 是 55 的倍数,设 N=72k+71N = 72k + 71:
72k+71≡2k+1≡0(mod5)  ⟹  2k≡4(mod5)  ⟹  k≡2(mod5)72k + 71 \equiv 2k + 1 \equiv 0 \pmod 5 \implies 2k \equiv 4 \pmod 5 \implies k \equiv 2 \pmod 5
令 k=5m+2k = 5m + 2,可得:
N=72(5m+2)+71=360m+215N = 72(5m + 2) + 71 = 360m + 215
因为 NN 是三位数,取值可能为:

  • 当 m=0m = 0 时,N=215N = 215:215÷7=30…5215 \div 7 = 30 \dots 5,则 r7=5r_7 = 5,与 r6=5r_6 = 5 重复,舍去;
  • 当 m=1m = 1 时,N=575N = 575:575÷7=82…1575 \div 7 = 82 \dots 1,则 r7=1r_7 = 1,与 r2=1r_2 = 1 重复,舍去;
  • 当 m=2m = 2 时,N=935N = 935:935÷7=133…4935 \div 7 = 133 \dots 4,则 r7=4r_7 = 4。

此时 8 个余数分别为 1,2,3,0,5,4,7,81, 2, 3, 0, 5, 4, 7, 8,互不相等,符合题意。

故所求的三位数为 935935。

答案

935

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