每周数论题(31)

文摘   2024-11-03 08:26   加拿大  

上周答案:

150)

证明:如果四个正整数, , , , 满足,则是一个合数。

证明

。那么存在两个整数 使得 。因此,由于 ,我们有 ,因此 。由于 ,我们有 ,这就是为什么存在一个整数 使得 。因为 ,因此 。由这些关系可得:

其为两个大于1的整数之积。


238)

埃及人习惯将每一个分数(除 以外)表示为单位分数之和(即,形式为 的分数,其中 为正整数,分母不同)。

(a) 证明由詹姆斯·约瑟夫·西尔维斯特(James Joseph Sylvester, 1814–1897)建立的结果,即每个分数 (其中 )可以表示为若干单位分数的和。

(b) 证明这种表示方式不一定是唯一的。

(c) 证明如果 的形式为 ,则 可以表示为三个不同的单位分数的和。

证明:

(Anglin [2], p. 4).

(a) 我们使用归纳法。假设对于分子小于 的每一个分数该结论都成立(其中 ),并考虑分数 ,其中 ,且 。设 为满足

的唯一整数。

于是我们有 。但是

因此,使用归纳假设,分数 是单项分数之和。此外,这些单项分数中没有一个等于 ,因为 。证明完毕。

(b) 这里确实有一个反例:

(c) 结果可以直接从以下恒等式得到:

备注:Paul Erdős 提出了如下猜想:对于每个整数 ,分数 可以表示为三个不同单项分数的和。


本周题目:

274)

找出最小的整数,使得都是整数

(难度:较简单)


361)

找出的四个质因子。

(难度:中等)


附注:

所有题目源自美国数学会出版的《经典数论中的1001个问题》:

此书模仿“一千零一夜”的体裁,收录了1001道数论的问题。我每周选2道题,翻译后推送给大家,供大家消遣。

原书的题目是按照数论下的话题分类的,为了不至于过于单调,我不会按照顺序出题。也会略过那些太简单或需要编程的题。

一些栏目说明和约定:

  • 每道题之前的编号是书中的题目编号。

  • 自然数总是包括0。

  • 如果未加说明,所有的a,b,c,i,j,k,m,n...等字母都表示整数。

  • 如果未加说明,所有的p和q都表示质数。

大老李聊数学
“大老李聊数学”(喜马拉雅FM自媒体节目)粉丝公众号,不定期发布节目相关知识,讨论各类趣味数学问题。
 最新文章