上周答案:
712)
令. 找出所有的,使得.
注:为的因子数量。
解:
首先假设 ,则有:
(*)
因此,如果 ,则 。由于 是一个积性函数,函数 也是积性的。然而,如果 且 且 ,那么存在质数 和 ,还有正整数 和 ,使得 ,,并且 , ,且 和 。
由关系式 可以得出, 必须是 2、4 或 8。因此,,这就是为什么 不能是 2 的幂,且必须满足 。再次使用 ,我们发现 唯一可能的值是 9。
因此,
所以除了 2 和 3 以外,没有其他质数可以出现在 的表达式中作为不同质数幂的乘积。我们得出唯一的解是 ,, 和 。
764)
证明两个三角形数之间的比值不可能为4.
注:三角形数就是形如的数。
证明
假设相反情况,存在正整数 和 ,使得:
也就是说,
由此可以逐步推导出:
这意味着正整数 能够整除 3,这是不合理的,因为 。
本周题目:
792)
找出如下方程组的正整数解:
889)
设是一个正整数,且和是两个质数。证明:
用以上结果证明梅森数是一个合数。
注:梅森数定义为:
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。