上周答案:
791)
令、为正整数,且。证明,当时,方程有正整数解;时,无正整数解。
证明
由于 ,存在整数 和 ,使得 。方程 的解由 和 给出,其中 。因此,如果 且 ,即当
时,原方程有正整数解。
为了证明至少存在一个这样的 ,我们只需证明:
这个不等式等价于 ,即 。
最后,如果,则; 因为,可得,而这是不可能的。
大老李注:
这道题可以改编为一道趣味题:
某个国家发行了面额为3和5元的纸币,问:用这两种纸币,每种至少使用一张,可以支付什么样的金额?
答案就是16元及以上的全部金额。不知道哪个国家会发行这样的纸币,不过这个国家的人的数学一定会非常好!
888)
令为质数,且。证明,整除如下和式:
其中是勒让德符号,其定义为:
证明:
模 的二次剩余同余于 ,因此
由于,即得整除 的二次剩余之和
本周题目:
6)
证明是的一个因子,其中为整数。
42)
对任意为整数,证明不是完全平方数。
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。