题目
20.[南京大学2024强基计划]集合S=|n|1leqslant nleqslant150,n^2-1为120的倍数,则S的元素个数为_____.
20.[南京大学2024强基计划]集合$S=|n|1\leqslant n\leqslant150,n^{2}-1$为120的倍数,则S的元素个数为_____.
题目解答
答案
由题意,$ n^2 - 1 = (n-1)(n+1) $ 需为 120 的倍数。因 $ 120 = 8 \times 3 \times 5 $,故 $ n $ 必须满足:
1. $ n $ 为奇数(确保被 8 整除);
2. $ n \equiv \pm 1 \pmod{3} $(确保被 3 整除);
3. $ n \equiv \pm 1 \pmod{5} $(确保被 5 整除)。
利用中国剩余定理,解得 $ n \equiv 1, 4, 11, 14 \pmod{15} $。在 $ 1 \leq n \leq 150 $ 范围内,每个剩余类有 10 个数(如 $ n \equiv 1 \pmod{15} $ 的数为 1, 16, 31, ..., 145)。
共 4 个剩余类,元素总数为 $ 4 \times 10 = 40 $。
**答案:** $\boxed{40}$