每周数论题(26)

文摘   2024-09-29 08:22   加拿大  

上周答案:

272)

是正整数,且对某个素数 。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:

。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 ,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 成立,仅在 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 ,都成立:

换句话说,完全积性函数不要求 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。

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