10. 阅读下列素材:

结合上述素材,完成以下问题:
【模型理解】
(1)设$\overline{xyz}$是一个三位数,$\overline{xyzxyz}$是一个六位数,则$\overline{xyz}×13×77=\overline{xyzxyz}$,请说明理由;
(2)设$\overline{xyz}$是一个三位数,$\overline{n001}$是一个四位数,则$\overline{xyz}×\overline{n001}$被1000除的余数为$\overline{xyz}$,请说明理由;
【初步应用】
(3)若公钥$a$为69,设计匹配的私钥$b$;
【解决问题】
(4)请再设计一对匹配的钥匙:(,)。
结合上述素材,完成以下问题:
【模型理解】
(1)设$\overline{xyz}$是一个三位数,$\overline{xyzxyz}$是一个六位数,则$\overline{xyz}×13×77=\overline{xyzxyz}$,请说明理由;
(2)设$\overline{xyz}$是一个三位数,$\overline{n001}$是一个四位数,则$\overline{xyz}×\overline{n001}$被1000除的余数为$\overline{xyz}$,请说明理由;
【初步应用】
(3)若公钥$a$为69,设计匹配的私钥$b$;
【解决问题】
(4)请再设计一对匹配的钥匙:(,)。
答案
解:
(1) 因为$13×77=1001$,设$\overline{xyz}=m$($m$是三位数),
则$\overline{xyz}×13×77 = m×1001 = 1000m + m$,
$1000m$是将三位数$m$末尾补3个0得到的数,加上$m$后得到的六位数恰好是将$m$重复排列,即$\overline{xyzxyz}$,
因此$\overline{xyz}×13×77=\overline{xyzxyz}$。
(2) 设$\overline{xyz}=m$,由数的表示规则得$\overline{n001}=1000n + 1$,
则$\overline{xyz}×\overline{n001}=m×(1000n+1)=1000mn + m$,
其中$1000mn$是1000的整数倍,除以1000余数为0,因此$1000mn + m$除以1000的余数就是$m$,即$\overline{xyz}$,
因此$\overline{xyz}×\overline{n001}$被1000除的余数为$\overline{xyz}$。
(3) 由解密规则可知,需要找到两位数正整数$b$,使得$a× b$的形式为$\overline{n001}$,
代入$a=69$,计算得$69×29=2001$,29是两位数正整数,符合要求,
因此匹配的私钥$b$为29。
(4) 11,91(答案不唯一,合理即可)
(1) 因为$13×77=1001$,设$\overline{xyz}=m$($m$是三位数),
则$\overline{xyz}×13×77 = m×1001 = 1000m + m$,
$1000m$是将三位数$m$末尾补3个0得到的数,加上$m$后得到的六位数恰好是将$m$重复排列,即$\overline{xyzxyz}$,
因此$\overline{xyz}×13×77=\overline{xyzxyz}$。
(2) 设$\overline{xyz}=m$,由数的表示规则得$\overline{n001}=1000n + 1$,
则$\overline{xyz}×\overline{n001}=m×(1000n+1)=1000mn + m$,
其中$1000mn$是1000的整数倍,除以1000余数为0,因此$1000mn + m$除以1000的余数就是$m$,即$\overline{xyz}$,
因此$\overline{xyz}×\overline{n001}$被1000除的余数为$\overline{xyz}$。
(3) 由解密规则可知,需要找到两位数正整数$b$,使得$a× b$的形式为$\overline{n001}$,
代入$a=69$,计算得$69×29=2001$,29是两位数正整数,符合要求,
因此匹配的私钥$b$为29。
(4) 11,91(答案不唯一,合理即可)
解析
【分析】
解题思路如下:
1. 第(1)问:先计算13与77的乘积,结合素材2中数乘1001的规律,设三位数为m,通过整式乘法展开m×1001,即可验证得到的六位数是原三位数重复排列的结果。
2. 第(2)问:先根据数位的意义把四位数$\overline{n001}$改写为1000n+1的形式,再乘三位数m,展开后可知1000mn是1000的倍数,因此乘积除以1000的余数就是原三位数。
3. 第(3)问:根据解密规则,要让明文加密再解密后不变,需满足a×b的形式为$\overline{n001}$(即a×b=1000n+1,n为正整数),已知a=69,寻找符合要求的两位数b即可。
4. 第(4)问:只要找到两个两位数,乘积为1000的倍数加1即可。
【解析】
(1) 计算得$13×77=1001$,设三位数$\overline{xyz}=m$($m$为正整数),则:
$\overline{xyz}×13×77 = m×1001 = m×(1000+1) = 1000m + m$
1000m是将m末尾补3个0得到的数,加上m后得到的六位数就是将m重复排列得到的$\overline{xyzxyz}$,因此$\overline{xyz}×13×77=\overline{xyzxyz}$。
(2) 设$\overline{xyz}=m$($m$为正整数),根据数的表示规则,四位数$\overline{n001}=1000n + 1$($n$为正整数),则:
$\overline{xyz}×\overline{n001}=m×(1000n+1)=1000mn + m$
其中1000mn是1000的整数倍,除以1000余数为0,因此整个式子除以1000的余数为$m$,即$\overline{xyz}$,因此$\overline{xyz}×\overline{n001}$被1000除的余数为$\overline{xyz}$。
(3) 根据加密解密规则,要使解密后得到原明文,需满足$a×b=1000n +1$($n$为正整数),已知公钥$a=69$,寻找两位数正整数$b$:
计算得$69×29=2001=1000×2 +1$,符合要求,因此匹配的私钥$b$为29。
(4) 只需找两个两位数,乘积为1000的倍数加1即可,例如$11×91=1001=1000×1 +1$,符合要求。
【答案】
(1) 理由见解析;
(2) 理由见解析;
(3) $\boxed{29}$;
(4) $\boxed{11}$,$\boxed{91}$(答案不唯一)
【知识点】
有理数乘法运算,数的表示,整除与余数
【点评】
本题结合非对称加密的实际场景,考查对数字规律的提取和有理数运算的应用,需要读懂材料中的运算规则,将实际加密问题转化为数学代数运算问题,侧重考查信息提取能力和知识迁移应用能力。
【难度系数】
0.7
解题思路如下:
1. 第(1)问:先计算13与77的乘积,结合素材2中数乘1001的规律,设三位数为m,通过整式乘法展开m×1001,即可验证得到的六位数是原三位数重复排列的结果。
2. 第(2)问:先根据数位的意义把四位数$\overline{n001}$改写为1000n+1的形式,再乘三位数m,展开后可知1000mn是1000的倍数,因此乘积除以1000的余数就是原三位数。
3. 第(3)问:根据解密规则,要让明文加密再解密后不变,需满足a×b的形式为$\overline{n001}$(即a×b=1000n+1,n为正整数),已知a=69,寻找符合要求的两位数b即可。
4. 第(4)问:只要找到两个两位数,乘积为1000的倍数加1即可。
【解析】
(1) 计算得$13×77=1001$,设三位数$\overline{xyz}=m$($m$为正整数),则:
$\overline{xyz}×13×77 = m×1001 = m×(1000+1) = 1000m + m$
1000m是将m末尾补3个0得到的数,加上m后得到的六位数就是将m重复排列得到的$\overline{xyzxyz}$,因此$\overline{xyz}×13×77=\overline{xyzxyz}$。
(2) 设$\overline{xyz}=m$($m$为正整数),根据数的表示规则,四位数$\overline{n001}=1000n + 1$($n$为正整数),则:
$\overline{xyz}×\overline{n001}=m×(1000n+1)=1000mn + m$
其中1000mn是1000的整数倍,除以1000余数为0,因此整个式子除以1000的余数为$m$,即$\overline{xyz}$,因此$\overline{xyz}×\overline{n001}$被1000除的余数为$\overline{xyz}$。
(3) 根据加密解密规则,要使解密后得到原明文,需满足$a×b=1000n +1$($n$为正整数),已知公钥$a=69$,寻找两位数正整数$b$:
计算得$69×29=2001=1000×2 +1$,符合要求,因此匹配的私钥$b$为29。
(4) 只需找两个两位数,乘积为1000的倍数加1即可,例如$11×91=1001=1000×1 +1$,符合要求。
【答案】
(1) 理由见解析;
(2) 理由见解析;
(3) $\boxed{29}$;
(4) $\boxed{11}$,$\boxed{91}$(答案不唯一)
【知识点】
有理数乘法运算,数的表示,整除与余数
【点评】
本题结合非对称加密的实际场景,考查对数字规律的提取和有理数运算的应用,需要读懂材料中的运算规则,将实际加密问题转化为数学代数运算问题,侧重考查信息提取能力和知识迁移应用能力。
【难度系数】
0.7
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