每周数论题(17)

文摘   2024-07-28 08:37   加拿大  

上周答案:

788)

有一天,当英国数学家戈弗雷·哈罗德·哈代(1877-1947)在医院探望斯里尼瓦瑟·拉马努金(1885-1920)时,病人告诉他的来访者,载他来的出租车的车牌号1729是一个非常特殊的数字:它是可以用两种不同方式写成两个立方和的最小正整数,即:

使用以下恒等式:

根据拉马努金,证明存在无穷多的正整数可以用两种不同的方式写成两个立方和。这一恒等式是否允许人们找到1729的“双重”表示法?

解答:

解答的一个重点是,确保每个项的 (...)³ 是正数。为此,如果我们取 ,很容易看到表达式的每个 (...)³ 是正数。由于拉马努金恒等式对每个整数 都成立,第一个结果得以证明。另一方面,为了找到1729的“双重”表示,我们首先设 在(*)中,这种情况下我们得到:

将等式的每一项除以 ,我们“注意”到了拉马努金注意到的1729的双重表示。


887)

n是自然数。证明,所有形式的数的奇数素因子都具有的形式。

解答:

 只有当 (mod 4) 时有解。因此, 必须是形如 的形式。另一方面,由于3不整除任何具有形式的正整数,我们必须有 的任何素因数是形如 的形式。

但一个数若同时是 形式和 形式,则该数是 的形式。另一方面,一个是 形式且是 形式的数是 的形式。因此,结论成立。


本周题目:

5)

证明以下公式对任何正整数n成立:


41)

证明:对任何整数可被2304整除。

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。

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