周期问题模型:余数决定位置

图形按红蓝绿循环排列,问第 100 个是什么颜色?周期问题的解法千篇一律:总数 ÷ 周期长度看余数,余数是几就是周期中第几个。余数为 0 时就是周期的最后一个。

结构:序列按周期 TT 重复排列,已知周期顺序,求第 nn 项是什么;或求某特征项出现的次数。

标准形:n÷T=q⋯rn\div T=q\cdots r(0≤r<T0\le r<T);r=0r=0 时取周期最后一个,r>0r>0 时取周期第 rr 个。

前置知识

学这一页之前,建议先掌握以下内容;点开可查看对应的知识页。

必备前置 学本页前须先掌握

适用前提与边界条件

  1. 序列按固定周期重复:图形、颜色、数字、星期等都具有明确的循环节
  2. 用除法求第 nn 项时,商表示完整的周期数,余数表示在下一周期中的位置(余 0 对应最后一个)

求解策略

  1. 确定周期长度 TT:数出循环节包含几个元素
  2. 做除法:n÷Tn\div T,得到商 qq 和余数 rr
  3. 定位:r=0r=0 取最后一个,r>0r>0 取第 rr 个
  4. 变式识别:问「共有几个某颜色」时,qq 个完整周期各含若干个,再加上余数中的若干个;起点偏移时调整编号

模型结构

红蓝绿红蓝绿……颜色不断重复,第 100 个是什么?不用一个一个数,除法一除就知道它在循环中的位置。

要素内容
场景图形排列、星期推算、生肖循环、彩灯闪烁
不变量周期顺序与周期长度
等量关系项号 = 周期长度 × 完整周期数 + 余数

标准形与建模

翻译对照:

现实语言数学语言
红、蓝、绿循环周期长度 ,顺序 [红、蓝、绿]
第 100 个
余 133 个完整周期,下一周期第 1 个

标准形:

  • → 周期第 1 个
  • → 周期第 2 个
  • → 周期最后一个(不是不存在)

求解步骤

  1. 画周期:写出循环顺序,标序号 1 到 。
  2. 做除法:,记录商和余数。
  3. 查余数定位:余几就取周期中第几个;余 0 取最后一个。
  4. 检验:用同法验算周期内已知位置,确认周期长度没错。

典例精析

例:彩灯按红、蓝、绿的顺序循环排列。第 100 盏灯是什么颜色?

解:周期长度 。

余 1,对应周期第 1 个颜色——红色。答:第 100 盏灯是红色。

家长可以直接复述的算法:3 盏灯一循环,100 盏灯里有 33 个完整的三灯组,还剩 1 盏——就是下一组的第 1 盏,跟每组开头一样,红色。

常见变式

  1. 求个数:100 盏灯里红灯有多少? 个完整周期各 1 盏红灯 + 余数中 1 盏 = 34 盏。
  2. 起点偏移:从蓝色开始循环,序号整体后移 1,对应关系调整。
  3. 双周期叠加:星期(7 天)和天干(10 个)叠加,组合周期是 7 和 10 的最小公倍数 70。
  4. 升级识别:周期中涉及数值累加(如每天增加固定量)转等差数列应用模型;周期位置与数值规律结合时先定位再套数列。

对比与联系

模型工具核心动作典型问法
周期问题有余数除法余数定位第 n 个是什么
等差数列通项公式求第 n 项或累计均匀变化
还原问题倒推法逆运算求初始值

一句话区分:周期问题 = 有余数的除法 + 查表定位。画清楚一个循环,除一下、看余数,答案就出来。

正例与反例

✅ 正例

  • 按红、蓝、绿循环,第 100 个颜色:100÷3=33100\div 3=33 余 1,余 1 对应红色

❌ 反例

  • 把余 0 当成「没有」:6÷3=26\div 3=2 余 0,第 6 个颜色是周期最后一个绿色,不是红色也不是不存在

高频误解与考试易错

  • 余数从 0 开始计数:余 1 是周期第一个,余 0 才是最后一个,不要把余 0 当成不存在
  • 周期长度数错:红蓝绿是 3 个一循环,不是 2 个或 4 个,画图标序号再数
  • 问「第几个」和「经过几个」混淆:第 1 天是起点,经过 1 天是下一天,起点归属不同答案差 1

常见问题

为什么余数决定颜色?
每 3 个为一组,前 33 组正好是 99 个。第 100 个是第 34 组的第 1 个,也就是和每组第 1 个颜色一样。余数就是这个「组内序号」。
余数为 0 怎么办?
余 0 说明「恰好整除」,第 nn 个就是周期的最后一个。如 6÷3=2 余 0,第 6 个是绿色(最后一个)。
起点从 0 还是从 1 数?
小学题目通常第 1 个就是周期第 1 个,从 1 开始。若题目说「从 0 开始编号」则调整起点归属,按题意处理。
多个周期叠加怎么办?
先分别求各自的周期位置,再找公共规律。如「星期」和「天干」的叠加,最小公倍数就是组合周期。

依据与出处

  • 人教版(2024 审定)二年级下册 第二单元《有余数的除法》(解决问题:按规律排列求第几个)