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完全平方数

专题简介
完全平方数:某个整数的平方,如 0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, …
性质:完全平方数的个位只能是 0, 1, 4, 5, 6, 9。
完全平方数的因数个数是奇数(因为有一个因数重复)。

常用技巧
【尾数判断】完全平方数的个位:0,1,4,5,6,9。个位为 2,3,7,8 的一定不是完全平方数。
【因数个数】完全平方数的因数个数是奇数(因为存在 √n 这个因数)。
【模 4 余数】完全平方数模 4 余 0 或 1,不可能余 2 或 3。
【连续平方差】(n+1)² − n² = 2n+1,相邻平方数差为连续奇数。
【平方和公式】1²+2²+…+n² = n(n+1)(2n+1)/6。
【分解看指数】完全平方数的质因数分解中,每个质因数的指数都是偶数。

常见易错点
× 个位为 4 的不一定是完全平方数(如 14, 24)。
× 因数个数是奇数 ↔ 完全平方数(充要条件)。
× 0 是完全平方数(0² = 0)。
× 负数没有实数平方根,所以没有负的完全平方数。

练习摘录

完全平方数的特征口诀?

平方个位只六种: 0、1、4、5、6、9。 因数个数是奇数, 模 4 余 0 或 1。 质因数指数全偶数。

1~20 的完全平方数有哪些?

提示:$1^2,2^2,3^2,$ …, $20^2$。 1,4,9,16,25,36,49,64,81,100, 121,144,169,196,225,256,289,324,361,400 规律:个位循环 1,4,9,6,5,6,9,4,1,0

怎么快速判断一个数是不是完全平方数?

提示:看个位,看模 4 余数。 第一步:看个位。个位不是 0,1,4,5,6,9 → 不是。 第二步:看 mod 4。余 2 或 3 → 不是。 第三步:估算 $\sqrt{n}$,看附近整数的平方是否等于 n。 如 145:个位 5 ✓,mod 4 余 1 ✓,$\sqrt{145}\approx$ 12.04,$12^2=144\ne145$ → 不是。

为什么完全平方数的因数个数是奇数?

提示:因数是成对出现的:(1, n), (2, $\frac{n}{2}),$ …。但 $\sqrt{n}$ 和自己配对。 完全平方数 n = $k^2$,因数 $\sqrt{n}$ = k 自己和自己配对。 所以其他因数成对,$\sqrt{n}$ 单独一个。 总因数 = 偶数 + 1 = 奇数。 如 36:因数 1,2,3,4,6,9,12,18,36 共 9 个(奇数)。 $\sqrt{36}$ = 6 自己和自己配对。

相邻两个完全平方数的差有什么规律?

提示:$(n+1)^2$ − $n^2$ 等于多少? $(n+1)^2$ − $n^2=(n^2+2n+1)$ − $n^2=2n+1$ 差为连续奇数:1,3,5,7,9,11,… $1^2=1,2^2=4($差3), $3^2=9($差5), $4^2=16($差7)… 这就是为什么相邻奇数之和是完全平方数。

$1^2$ + $2^2$ + $3^2$ + … + $10^2$ 等于多少?

提示:用公式 $n(n+1)(2n+1)/6$。 $10 \times 11$×$\frac{21}{6}=\frac{2310}{6}$ = 385 前 10 个完全平方数之和 = 385。

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