若一个数是一个整数的平方,则称这个数是完全平方数,简称平方数。完全平方数的末位数只能是0,1,4,5,6,9;平方数只能是形如3k或3k+1的数;奇平方数的十位数一定是偶数;若平方数的末位数是奇数,则其十位数字必为偶数。
定义及性质
在自然数中, 1,4,9,.......n2.......是一类很重要的整数,称为完全平方数。古代人从几何图形的角度称其为正方形数----形数的一种,对这类整数从古代至今已有许多的研究,所得的结论常被用于数列、不定方程和密码信息学的算法分析等问题。例如十八世纪法国的Lagrange就建立了关于完全平方数的一条重要的著名定理:每一个正整数都能表示成至多四个整数的平方和,它用不定方程的术语可以叙述为,对于任意的n∈N,不定方程n=x2+y2+z2+w2都存在整数解组。
如果一个自然数a是某一个整数b的平方,那么这个自然数a叫做完全平方数。零也可称为完全平方数。其性质如下:
(1)平方数的个位数字只能是 0, 1,4,5,6,9 。
(2)任何偶数的平方一定能被 4 整除;任何奇数的平方被 4(或 8)除余 1,即被4 除余 2 或 3 的数一定不是完全平方数。
(3)完全平方数的个位数字是奇数时,其十位上的数字必为偶数。完全平方数的个位数字是 6 时,其十位数字必为奇数。
(4)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;末尾只有奇数个 0 的自然数不是完全平方数;个位数字是 1,4,9 而十位数字为奇数的自然数不是完全平方数。
(5)除 1 外,一个完全平方数分解质因数后,各个质因数的指数都是偶数,如果一个数质分解后, 各个指数都为偶数, 那么它肯定是个平方数。 完全平方数的所有因数的总个数是奇数个。因数个数为奇数的自然数一定是完全平方数。
(6)若质数 p 整除完全平方数 a,则 |a。
(7)如果 a 、b 是完全平方数, c=ab ,那么 c 也是完全平方数。
(8)两个
连续自然数的乘积一定不是平方数,两个连续自然数的平方数之间不再有平方数。
(9)如果十位数字是奇数,则它的个位数字一定是6;反之也成立。
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。
(10)偶数的平方是4的倍数;奇数的平方是4的倍数加1。
(11)奇数的平方是8n+1型;偶数的平方为8n或8n+4型。(奇数:n比那个所乘的数-1;偶数:n比那个所乘的数-2)
(12)形式必为下列两种之一:3k,3k+1。
(13)不是5的因数或倍数的数的平方为5k+-1型,是5的因数或倍数的数为5k型。
(14)形式具有下列形式之一:16m,16m+1,16m+4,16m+9。
(15)性质11:如果质数p能整除a,但p的平方不能整除a,则a不是完全平方数。
(16)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。
(17)一个正整数n是完全平方数的
充分必要条件是n有奇数个因数(包括1和n本身)。
重要结论
(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;
(9)四平方和定理:每个正整数均可表示为4个整数的平方和;
(10)完全平方数的因数个数一定是奇数。
与完全平方式的区别
完全平方式
(1)完全平方和公式,就是两个整式的和括号外的平方,例如:
(2)完全
平方差公式,就是两个整式的差括号外的平方。例如:
口诀:首末两项算平方,首末项乘积的2倍中间放,符号随中央。(就是把两项的乘方分别算出来,再算出两项的乘积,再乘以2,然后把这个数放在两数的乘方的中间,这个数以前一个数间的符号随原式中间的符号,完全平方和公式就用+,完全平方差公式就用-,后边的符号都用+)
区别
一个数如果是另一个整数的完全平方,那么就称这个数为完全平方数,也叫做平方数。
它与完全平方式的区别是:完全平方式是代数式,完全平方数是自然数。
示例
一个自然数减去45及加上44都仍是完全平方数,求此数。
解:设此自然数为x,依题意可得:
x-45=m2 ⑴
x+44=n2 ⑵
(m,n为自然数)
⑵-⑴可得 :n^2-m^2=89
因为n+m>n-m
又因为89为质数,
所以:n+m=89; n-m=1
解之,得n=45。代入⑵得。故所求的自然数是1981。
讨论题示例