五位同学围成一圈依序循环报数,规定:
① 第一位同学首次报出的数为
1,第二位同学首次报出的数也为
1,之后每位同学所报出的数都是前两位同学所报出的数之和;
② 若报出的数为
3 的倍数,则报该数的同学需拍手一次.
已知甲同学第一个报数,当五位同学依序循环报到第
100个数时,甲同学拍手的总次数为______.
\begin{solution}
记第
n个报出的数为
Fn,则
F1=F2=1,且
Fn=Fn−1+Fn−2.模
3计算得到
F1,
F2,
…,
F8≡1,
1,
2,
0,
2,
2,
1,
0(mod3)
又
F9≡F1,
F10≡F2(mod3),递推关系相同,所以之后以
8为周期.因此
Fn是
3的倍数当且仅当
n≡0或
4(mod8).
甲同学第一次报第
1个数,五人循环,所以甲报数的序号为
n=1+5k.报到第
100个数时
0⩽k⩽19.条件
1+5k≡0或
4(mod8)分别给出
k≡3或
7(mod8).在
0⩽k⩽19中,这些
k为
3,
7,
11,
15,
19,共
5个.因此甲同学拍手
5次.
\end{solution}