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 重复排列,已知周期顺序,求第 项是什么;或求某特征项出现的次数。
标准形:(); 时取周期最后一个, 时取周期第 个。
前置知识
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必备前置 学本页前须先掌握
适用前提与边界条件
- 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
- 用除法求第 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
- 确定周期长度 :数出循环节包含几个元素
- 做除法:,得到商 和余数
- 定位: 取最后一个, 取第 个
- 变式识别:问「共有几个某颜色」时, 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 1 | 33 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
- 画周期:写出循环顺序,标序号 1 到 。
- 做除法:,记录商和余数。
- 查余数定位:余几就取周期中第几个;余 0 取最后一个。
- 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
- 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。
- 起点偏移:从蓝色开始循环,序号整体后移 1,对应关系调整。
- 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。
- 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: 余 1,余 1 对应红色
❌ 反例
- 把余 0 当成「没有」: 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 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)