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,:
.
其中为,的最大公约数,为,的最小公倍数.
证明
设 是需要证明的等式。令 且 。那么:
以及
如果 是可乘函数,我们有:
令 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)
令为某有理数,令为方程的奇数解。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。