问题

怎么证明每个位上的数字之和可以被3整除的数可以被3整除?

回答
这背后的原理其实很有意思,跟我们平时怎么读数字、怎么写数字的方式紧密相关。咱们就一步步来拆解一下。

假设我们有一个数字,比如 537。我们都知道,这个数字实际上代表的是:

5 个百 + 3 个十 + 7 个一

写成数学式子就是: $5 imes 100 + 3 imes 10 + 7 imes 1$

现在,我们来看看 100、10、1 这些数字有什么特别之处。

100 是不是等于 99 + 1?
10 是不是等于 9 + 1?
1 就是 1。

注意到没有,99 和 9 都能被 3 整除。

我们把这个思路带回到那个数字 537 上:

$537 = 5 imes 100 + 3 imes 10 + 7 imes 1$

我们把 100 和 10 换成我们刚刚发现的“带 9 的”形式:

$537 = 5 imes (99 + 1) + 3 imes (9 + 1) + 7 imes 1$

接着,我们把括号里的乘法展开:

$537 = (5 imes 99) + (5 imes 1) + (3 imes 9) + (3 imes 1) + (7 imes 1)$

现在,我们把所有乘了 99 或 9 的项凑在一起,把剩下那些只乘了 1 的项也凑在一起:

$537 = (5 imes 99 + 3 imes 9) + (5 imes 1 + 3 imes 1 + 7 imes 1)$

大家看,第一部分的 $(5 imes 99 + 3 imes 9)$ 这一串,因为 99 和 9 都能被 3 整除,所以整个这一部分也肯定能被 3 整除。 我们可以把它看作是 $3 imes ( ext{某个整数})$。

那么,我们真正需要关心的是第二部分:$(5 imes 1 + 3 imes 1 + 7 imes 1)$。
如果我们仔细观察一下,这不就是这个数字 537 的各位数字相加吗?

$5 imes 1 + 3 imes 1 + 7 imes 1 = 5 + 3 + 7$

所以,我们把整个等式再写一遍,会发现:

$537 = ( ext{能被 3 整除的数}) + (5 + 3 + 7)$

这就很清楚了。如果我们要判断 537 能不能被 3 整除,其实就相当于在判断:

$( ext{能被 3 整除的数}) + (5 + 3 + 7)$ 能不能被 3 整除。

当一个数(能被 3 整除的数)加上另一个数(5+3+7)后,如果它们加起来能被 3 整除,而我们又知道第一个数本来就能被 3 整除,那第二个这个数(5+3+7)就一定是能被 3 整除的。反过来也一样,如果 5+3+7 能被 3 整除,那么再加上一个能被 3 整除的数,结果当然也能被 3 整除。

这个道理对任何位数、任何数字都成立。

我们拿一个任意的、比如有三位数字的数来举例,把它写成 $abc$ 的形式。
它实际代表的值是:
$a imes 100 + b imes 10 + c imes 1$

我们同样的办法,把 100 写成 $99+1$,把 10 写成 $9+1$:
$a imes (99 + 1) + b imes (9 + 1) + c imes 1$

展开之后是:
$(a imes 99) + (a imes 1) + (b imes 9) + (b imes 1) + (c imes 1)$

把能被 3 整除的部分(乘了 99 和 9 的)凑在一起:
$(a imes 99 + b imes 9) + (a imes 1 + b imes 1 + c imes 1)$

大家可以看到,第一部分 $(a imes 99 + b imes 9)$ 肯定能被 3 整除。
而第二部分 $(a imes 1 + b imes 1 + c imes 1)$ 正好就是这个数字的各位数字之和 $a + b + c$。

所以,一个任意的数,总是可以被拆解成“一个能被 3 整除的数”和“它各位数字之和”的和。
因此,这个数能否被 3 整除,就完全取决于它的各位数字之和能否被 3 整除。

这就像是我们把一个东西分成两堆,其中一堆本来就是完整的,那么整个东西能不能被分给三个人,就看剩下那一堆能不能被分给三个人一样。

之所以 100、10、1 这些数字会有这种特性,是因为它们都比一个能被 3 整除的数(比如 99、9)大 1。 任何十进制的位值,无论是“十”、“百”、“千”、“万”等等,减去 1 后,都会变成一个由全 9 组成的数(9, 99, 999, 9999…),而这些全 9 组成的数,它们本身都可以被 3 整除。
比如:
10 1 = 9 (能被 3 整除)
100 1 = 99 (能被 3 整除)
1000 1 = 999 (能被 3 整除)

而一个数的各位数字之和,实际上就是把这个数的所有位值都“还原”成 1 后的总和。所以,一个数除以 3 的余数,其实就等于它各位数字之和除以 3 的余数。 既然余数相同,那么能被 3 整除(余数为 0)的条件也就自然相同了。

网友意见

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谢邀。

个人觉得这个问题实在不必要到知乎提问。随便百度一下就可以得到结果

证明的关键是把数拆散

       假设有一个四位数abcd,它可以表示成以下形式: abcd=1000a+100b+10c+d =999a+99b+9c+a+b+c+d =9×(111a+11b+c)+a+b+c+d 可以看出,9×(111a+11b+c)必定能被3整除,所以判断abcd能否被3整除,就看a+b+c+d能被3整除,也就是看它各数位上的数字之和能否被3整除。       

其它的多位数也是如此证明,这个事实可用数学归纳法来证明。

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