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《夏建新--初等數(shù)論》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2012年江蘇省高中數(shù)學奧林匹克夏令營初等數(shù)論江蘇省南菁高級中學夏建新一、整除⑴帶余除法:對于任一整數(shù)a和任一非零整數(shù)b,必有惟一的一對整數(shù)q和r,使得a=bq+r,0≤r<b,且q和r由上述條件惟一確定。 若r=0,則稱b
2、a。⑵部分性質(zhì):①若c
3、b,b
4、a,則c
5、a②若c
6、a,d
7、b,則cd
8、ab③若c
9、a,c
10、b,則c
11、(ka+nb);若c
12、a,cb,則c(a+b)④若ma
13、mb,則a
14、b⑤若a>0,b>0,b
15、a,則b≤a⑥若n∈N*,則(a-b)
16、(an-bn)。若n為奇數(shù),則(a+b)
17、(an+bn)。若n為偶數(shù),則(a+b)
18、(an-bn)⑦任意n個連續(xù)正整數(shù)的乘
19、積必能被n!整除。⑶當(a,b)=1時,稱a、b互素(互質(zhì))。有:①已知(a,c)=1,若a
20、bc,則a
21、b;若a
22、b,c
23、b,則ac
24、b②p為質(zhì)數(shù),若p
25、ab,則p
26、a或p
27、b③[a,b]·(a,b)=ab④(a,b)=(a,b-ac)=(a-bc,b)對任何整數(shù)c成立⑤(裴蜀定理)存在整數(shù)x、y,使ax+by=(a,b)⑥m(a,b)=(ma,mb)⑦若(a,b)=d,則=1⑧若a
28、m,b
29、m,則[a,b]
30、m⑨m[a,b]=[ma,mb]⑩費爾馬小定理:p是素數(shù),則p
31、ap-a若另上條件(a,p)=1,則p
32、ap-1-1例1、求所有的正整數(shù)n,使得8n+n可以被2n+n整
33、除。(2009年日本數(shù)學奧林匹克)例2、設n≥m≥1,m、n為整數(shù),證明:·C為整數(shù)。(2000年普特南)例3、求所有的正整數(shù)n,使n能被所有不大于的正整數(shù)整除。例4、已知a,b,c為兩兩互質(zhì)的正整數(shù),且a2
34、(b3+c3),b2
35、(a3+c3),c2
36、(a3+b3),求a,b,c的值.(2011年東南數(shù)學奧林匹克)例5、求有序三元正整數(shù)組(a,b,c)的個數(shù),其中[a,b]=1000,[b,c]=2000,[a,c]=2000。([x,y]表示x、y的最小公倍數(shù))例6、證明:對所有的非負整數(shù)n,7+1至少是2n+3個質(zhì)數(shù)(不一定互不相同)的乘積。(2007年第36屆美國數(shù)學奧
37、林匹克)例7、是否存在奇數(shù)n(n≥3)及n個互不相同的質(zhì)數(shù)p1,p2,…,pn,使得pi+pi+1(i=1,2,…,n,pn+1=p1)都是完全平方數(shù)?請證明你的結(jié)論。(2011年中國西部數(shù)學奧林匹克)二、同余1、定義:設m是正整數(shù),叫做模,若m
38、(a-b),稱a,b對模m同余,記作a≡b(modm)2、性質(zhì):①a≡a(modm)②若a≡b(modm),則b≡a(modm)③若a≡b(modm),b≡c(modm),則a≡c(modm)④若a≡b(modm),c≡d(modm),則a±c≡b±d(modm),ac≡bd(modm)2012年江蘇省高中數(shù)學奧林匹克夏令營⑤若n
39、m
40、,a≡b(modm),則a≡b(modn)⑥若(m,n)=1,a≡b(modm),a≡b(modn),則a≡b(modmn)⑦若a≡b(modm),n∈N*,則an≡bn(modm)⑧若ac≡bc(modm),(c,m)=d,則a≡b(mod)⑨費爾馬小定理:p是素數(shù),則ap≡a(modp)若另上條件(a,p)=1,則ap-1≡1(modp)3、剩余類:把關于模m同余的數(shù)歸于一類,每類稱為一個模m的剩余類。剩余類的結(jié)構(gòu)很簡單,設A是余數(shù)為r的剩余類,則A={qm+r
41、m是模,r是余數(shù),q=0,±1,±2,…}設A1、A2、…、Am是模m的m個剩余類,從Ai中取一數(shù)ai,則a1,
42、a2,…,am稱為模m的一個完全剩余系,簡稱m的完系。例8、證明:不存在正整數(shù)x,y滿足x3+y3=22009。(2009年巴西數(shù)學奧林匹克)例9、證明:對任意質(zhì)數(shù)p,存在無限多個形如2n-n的數(shù)被p整除。例10、已知p是奇素數(shù),證明:(第36屆加拿大數(shù)學奧林匹克)例11、求所有的素數(shù)對(p,q),使得pq
43、5p+5q.(2009年CMO)例12、試確定具有下述性質(zhì)的所有正整數(shù)n:集合M={n,n+1,n+2,n+3,n+4,n+5}可以分成兩個不相交的非空子集,使得一個子集中所有元素的積等于另一子集的所有元素之積。(第12屆IMO)三、不定方程例13、將棱長為某整數(shù)的正方體切
44、割成99個小正方體,其中98個是棱長為1的正方體,另一個正方體的棱長也是整數(shù),求原正方體的棱長。例14、求所有滿足方程3×2m+1=n2的正整數(shù)對(m,n)(2009年新加坡數(shù)學奧林匹克)例15、求所有的正整數(shù)a、b、c,其中1<a<b<c,使得(a-1)(b-1)(c-1)是abc-1的約數(shù)。(第33屆IMO)四、其它1、高斯函數(shù)⑴定義:[x]表示不超過x的最大整數(shù),通常稱y=[x]為取整函數(shù),也稱高斯函數(shù),記{x}=x-[x],y={x}稱為x的小數(shù)部分函數(shù)。⑵性質(zhì):①[x]+{x}=x