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[数论] 请教一个完全平方数的问题

把前2012个自然数,就是1到2012,按任意顺序排成一串,组成一个新数(例如:把前3个自然数按任意顺序排成一串,可以是123,132,231,213,312,321),求证这个新数不是完全平方数。

先发个百度来得一个帖子,来自这里
能表示为某个整数的平方的数称为完全平方数,简称平方数。

例如: 0,1,4,9,16,25,36,49,64,81,100,121,144,169,196,225,256,289,

324,361,400,441,484,…

     观察这些完全平方数,可以获得对它们的个位数、十位数、数字和等的规律性的认识。

一、平方数有以下性质:  
【性质1】完全平方数的末位数只能是0,1,4,5,6,9。  
【性质2】奇数的平方的个位数字为奇数,十位数字为偶数。
【性质3】如果完全平方数的十位数字是奇数,则它的个位数字一定是6;反之,如果完全平方数的个位数字是6,则它的十位数字一定是奇数。

推论1:如果一个数的十位数字是奇数,而个位数字不是6,那么这个数一定不是完全平方数。

推论2:如果一个完全平方数的个位数字不是6,则它的十位数字是偶数。
【性质4】(1)凡个位数字是5,但末两位数字不是25的自然数不是完全平方数;

(2)末尾只有奇数个“0”的自然数(不包括0本身)不是完全平方数;

     100,10000,1000000是完全平方数,

10,1000,100000等则不是完全平方数。

(3)个位数字为1,4,9而十位数字为奇数的自然数不是完全平方数。

需要说明的是:个位数字为1,4,9而十位数字为奇数的自然数一定不是完全平方数,如:11,31,51,74,99,211,454,879等一定不是完全平方数一定不是完全平方数。

但个位数字为1,4,9而十位数字为偶数的自然数不都是完全平方数。如:21,44,89不是完全平方数,但49,64,81是完全平方数。

【性质5】偶数的平方是4的倍数;奇数的平方是4的倍数加1。

这是因为   (2k+1)^2=4k(k+1)+1                    (2k)^2=4k^2

【性质6】奇数的平方是8n+1型;偶数的平方为8n或8n+4型。

【性质7】平方数的形式一定是下列两种之一:3k,3k+1。【注意:具备以上条件的不一定是完全平方数(如13,21,24,28等)】

【性质8】不能被5整除的数的平方为5k±1型,能被5整除的数的平方为5k型。

【性质9】平方数的形式具有下列形式之一:16m,16m+1,16m+4,16m+9。
除了上面关于个位数,十位数和余数的性质之外,还可研究完全平方数各位数字之和。

例如,256它的各位数字相加为2+5+6=13,13叫做256的各位数字和。如果再把13的各位数字相加:1+3=4,4也可以叫做256的各位数字的和。

下面我们提到的一个数的各位数字之和是指把它的各位数字相加,如果得到的数字之和不是一位数,就把所得的数字再相加,直到成为一位数为止。

关于完全平方数的数字和有下面的性质:

【性质10】完全平方数的各位数字之和只能是0,1,4,7,9。

证明   因为一个整数被9除只能是

9k,9k±1, 9k±2, 9k±3, 9k±4这几种形式,而 (9k)^2=9(9k^2)+0 (9k±1)^2=9(9k^2±2k)+1 (9k±2)^2=9(9k^2±4k)+4 (9k±3)^2=9(9k^2±6k)+9 (9k±4)^2=9(9k^2±8k+1)+7

除了以上几条性质以外,还有下列重要性质:

【性质11】a^2b为完全平方数的充要条件是b为完全平方数。

【性质12】如果质数p能整除a,但p^2不能整除a,则a不是完全平方数。

证明   由题设可知,a有质因子p,但无因子p^2,可知a分解成标准式时,p的次方为1,而完全平方数分解成标准式时,各质因子的次方均为偶数,可见a不是完全平方数。

【性质13】在两个相邻的整数的平方数之间的所有整数都不是完全平方数,即

【性质14】一个正整数n是完全平方数的充分必要条件是n有奇数个因子(包括1和n本身)。

【性质15】完全平方数的约数个数是奇数个。约数的个数为奇数个的自然数是完全平方数。

【性质16】若质数p整除完全平方数a,则p^2|a。

【性质17】任何四个连续整数的乘积加1,必定是一个平方数。

二、重要结论(不是完全平方数的特点)

1.个位数是2,3,7,8的整数一定不是完全平方数;  

2.个位数和十位数都是奇数的整数一定不是完全平方数;

3.个位数是6,十位数是偶数的整数一定不是完全平方数;

4.形如3n+2型的整数一定不是完全平方数;

5.形如4n+2和4n+3型的整数一定不是完全平方数;

6.形如5n±2型的整数一定不是完全平方数;

7.形如8n+2, 8n+3, 8n+5, 8n+6,8n+7型的整数一定不是完全平方数;

8.数字和是2,3,5,6,8的整数一定不是完全平方数

2# realnumber

性质10?
基本信息:kuing,GG,19880618~?,地道广州人,高中毕业,无业游民,不等式爱好者,论坛混混;
现状:冇钱又冇样、冇型又冇款、冇身材又冇文采、冇学历又冇能力、冇高度冇速度冇力度兼夹冇野做!(粤语)

3# kuing
有可能,=我把各位数字加起来

刚才也问了一位网友,他给了很简单的证明,已经懂了,呵呵。
记此数为$S$,各位数字之和为$M$,则$3 \mid M$,$9 \nmid M$,所以$3 \mid S$,$9 \nmid S$,即$S$中只有奇数个因子3,所以不是完全平方数。

4# realnumber

他那里显然是写错了的, 不过证法也给出了正确的结论。
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5# abababa

不错, 我也懂了。
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本帖最后由 realnumber 于 2013-2-14 11:56 编辑

4# realnumber
个位数$1+2+\cdots+9\equiv0\mod9$,只余下2011,1012,两个的个位数和为3
十位数,只余下2010,2011,2012,三个的十位数和为3
百位数,没有余下,正好出现几边"1+2+\cdots+9"
千位数,1000~1999,1千个1,2000~2012,13个2
所以各位数和($\mod9$),$3+3+1000+26\equiv6$,按性质10的证明,所以不是完全平方数.这样应该也可以.

8# realnumber
呵呵,这样就麻烦了,他又给我说了一下,各位数字和能被3整除,等价于$1+2+...+2012$能被3整除,这么就简单了。

9# abababa
恩,这样好,

本帖最后由 realnumber 于 2013-2-14 12:01 编辑

10# realnumber
也各有用处,万一这个不行的话,试另外一个.当然简单办法排在前面.

提问:1,2,3,4,5,6,7,8,9任意排列成一个9位数.能否组成一个完全平方数?---先这个开始吧,解决后,看看能否用更"刁"的条件.

12# realnumber
呵呵,我不会,又问了网友,原来竟然有很多啊,存在又不唯一,感觉方法好像不好弄
他给了两个例子$11826^2=139854276$,$12363^2=152843769$

13# abababa


我也不会,本来希望不是,;不过你朋友好牛,要不请他提些,后续的问题?

14# realnumber
到是提了一个,不过他自己也没解决
将1到n这n个自然数任意排成一列组成一个新数,n为何值时这些排列中至少有一个完全平方数,是不是存在简单的函数表达式

知道答案就简单了,
原来就是历史上的“弃九法”

16# yes94

第一次听……
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