e. 用数学归纳法
f. 要证明a|b,只要证明对任意素数p,a中p的幂指数不超过b中p的幂指数即可,用p(a)表示a
中p的幂指数,则a|b?p(a)?p(b)
例题选讲
例1.请写出10个连续正整数都是合数. 解: 11!+2,11!+3,??,11!+11。
例2. 证明连续三个整数中,必有一个被3整除。 证:设三个连续正数为a,a+1,a+2,而a只有3k,3k+1,3k+2三种情况,令a=3k,显然成立,a=3k+1
时,a+2=3(k+1),a=3k+2时,a+1=3(k+1)。
例3. 证明lg2是无理数。
证:假设lg2是有理数,则存在二个正整数p,q,使得lg2=
ppqp,由对数定义可得10=2,则有2·5p q=2,则同一个数左边含因子5,右边不含因子5,与算术基本定理矛盾。∴lg2为无理数。
例4. 求(21n+4,14n+3)
解:原式=(21n+4,14n+3)=(7n+1,14n+3)=(7n+1,7n+2)=(7n+1,1)=1
例5. 求2004!末尾零的个数。 解:因为10=2×5,而2比5多,
所以只要考虑2004!中5的幂指数,即
2004??2004??2004??2004??2004?5(2004!)=???????????4???5??499
?5??25??125??5??5?q
例6.证明(n!)(n-1)!|(n!)!
证:对任意素数p,设(n!)(n-1)!中素数p的指数为?, (n!)!中p的指数β,则
??n???n!??,??(n?1)!???(n?1)!????,?(nx)?n(x) k??k??k?1?p?k?1?p??n!???kk?1??p????n(n?1)!??????????(n?1)!?n!?k?1?pk?k?1?pk?????????(n?1)!??n!k?k?1???p???? ??即???,即左边整除右边。
例7. 证明2003|(20022002+20042004-2005) 证:∵ 20022002=(2003-1)2002=2003M1+1
20042004=(2003+1)2002=2003M2+1 ∴20022002+20042004-2005=2003(M1+M2-1) 由定义2003|(20022002+20042004-2005)
例8. 设d(n)为n的正因子的个数,? (n)为n的所有正因子之和,求d(1000),? (1000)。 解:∵ 1000=23·53
∴ d(1000)=(3+1)(3+1)=16,?24?154?1? (1000)=
2?15?1
例9. 设c不能被素数平方整除,若a2|b2c,则a|b 证:由已知p(c)?1,且p(a2)?p(b2c)
∴ 2p(a)?2p(b)+p(c) , ∴ p(a)?p(b)+即p(a) ?p(b) , ∴ a|b
例10. 若Mn为素数,则n一定为素数。 证:若n为合数,则设n=ab,(1
∴ 2ab-1=(2a)b-1=(2a-1)M为合数,与Mn为素数矛盾, ∴ n为素数。
例11. 证明对任意m,n,m≠n, (Fn,Fm)=1。 证:不妨设n>m,则Fn-2=(22n?1p(c) 2(2?1)
2n?1?1)=(Fn-1-2) (22n?1?1)
= Fn-1Fn-2??Fm- F0
设(Fn,Fm)=d,则d|Fn, d|Fm?d|2 但Fn为奇数,∴d=1, 即证。
例12. 设m,n是正整数。证明
(2m?1,2n?1)?2(m,n)?1
证