每周数论题(39)

文摘   2024-12-29 08:52   加拿大  

上周答案:

461)

证明对某算术函数,且为积性函数(multiplicative),当且仅当,对所有自然数,

.

其中,的最大公约数,,的最小公倍数.

证明

是需要证明的等式。令 。那么:

以及

如果 是可乘函数,我们有:

为满足 的整数。我们考察 及其指数在等式 中的贡献。在等式左侧,其贡献为:

而在等式右侧,其贡献为:

由于这两个量相等,结果成立。

其逆命题是显然的,因为对于 ,我们有 ,且等式给出 ,这意味着 是一个积性函数。

719)

为某有理数,令为方程奇数解。证明至少有4个不同的质因子。

证明

假设相反,即 至多有三个不同的素因子。首先考虑正好有三个素因子的情况,设 。那么,由于:

我们有:

这导致了矛盾。因此,从该论证可以明显看出,若假设 恰好有一个素因子或恰好有三个素因子,也会导致矛盾。


本周题目:

767)

证明存在无穷多的正整数,满足

(难度:较难)


795)

证明如果正整数,,分别是直角三角形的三条边长,其中至少有一个是5的倍数。

(难度:简单)


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
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