上周答案:
272)
设 和 是正整数,且对某个素数 有 。证明:
注:
在数论中,符号 表示 p 严格整除 n,也就是说 整除 ,但 不整除 。
证明:
我们知道:
在整数 中,那些可以被 整除的数是:,其中 。由于:
由于根据 Wilson 定理,每组整数集合 的乘积对模 同余于 ,因此推导出:
接下来,在整数 中,那些能被 整除的数是:,其中 。因此推导出:
其中. 重复以上步骤,即得结论。
355)
证明序列,中,存在无穷多的合数。
证明:
设 。当 时, 可以写成:
根据问题354,如果 ,这是一个合数。
现在,存在无穷多个正整数 ,使得 对某个正整数 成立。事实上,如果 是奇数,那么 ,这就是为什么所有形如 且 奇数 的数为合数。
本周题目:
419)
找出所有的整数n,使得的十进制表示中,末尾恰好有57个“0”. 如果末尾是60或61个“0”,答案又如何?
456)
证明函数是积性函数。它是完全积性函数吗?
注:
在数论中,积性函数和完全积性函数是定义在正整数上的特殊类型的算术函数,它们在处理质数分解和其他数论问题时非常有用。以下是对它们的介绍:
1. 积性函数 (Multiplicative Function)
一个定义在正整数集上的函数 被称为积性函数,如果它满足以下两个条件:
基本条件:。 积性条件:对于任意互素的正整数 和 ,即 ,有:
换句话说,积性函数在互素的整数乘积上,等于它们各自函数值的乘积。这并不要求对所有整数 和 成立,仅在 和 互素时成立。
2. 完全积性函数 (Totally Multiplicative Function)
一个函数 被称为完全积性函数,如果它不仅在互素整数上满足积性条件,还在所有正整数上都满足积性条件,即对于任意的正整数 和 ,都成立:
换句话说,完全积性函数不要求 和 互素,它对任何整数的乘积都成立乘法关系。
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。