数学高中竞赛之初等数论

发布 2022-07-03 23:09:28 阅读 1062

初等数论。

一、整除性理论。

1、整除的部分性质:

若c | b,b | a,则c | a若c | a,d | b,则cd | ab

若c | a,c | b,则c |(ka+nb);若c | a,c | b,则c |(a+b)

若ma | mb,则a | b若a>0,b>0,b | a,则b≤a

若n∈n*,则(a-b)|(a n-b n)。若n为奇数,则(a+b)|(a n+b n)。

若n为偶数,则(a+b)|(a n-b n)

任意n个连续正整数的乘积必能被n!整除。

当(a,b)=1时,称a、b互素(互质)。有:

已知(a,c)=1,若a | bc,则a | b;若a | b,c | b,则ac | b

p为素数,若p | ab,则p | a或p | b ③[a,b]·(a,b)=ab

(a,b)=(a,b-ac)=(a-bc,b)对任何整数c成立。

存在整数x、y,使ax+by=(a,b)

m(a,b)=(ma,mb) ⑦若(a,b)=d,则=1

若a | m,b | m,则[a,b] |m ⑨m[a,b]=[ma,mb]

2、奇偶性分析。

3、个位数。

定理:在(k,r为非负整数)中,0≤r<4,则当r=0(k≠0)时,的个位数字与n4的个位数字相同;当r≠0时,的个位数字与的个位数字相同。

4、平方数性质:

个位数字只能是:0,1,4,5,6,9

末两位数字不可能同时为奇数。

偶数的平方是偶数,且被4整除;奇数的平方是奇数,且被4除余1。

在n2与(n+1)2之间不存在平方数。

5、算术基本定理:任何一个大于1的整数都可以分解成素数的乘积。如果不考虑这些素因子的次序,则这种分解法是唯一的。

即对任一整数a>1,有a=,其中均为素数,α1、α2、…、n都是正整数。

另可得:a的正约数的个数为(α1+1)(α2+1)…(n+1)

二、同余理论。

1、定义:设m是正整数,叫做模,若m|(a-b),称a,b对模m同余,记作a≡b(mod m)

2、性质:①a≡a(mod m) ②若a≡b(mod m),则b≡a(mod m)

若a≡b(mod m),b≡c(mod m),则a≡c(mod m)

若a≡b(mod m),c≡d(mod m),则a±c≡b±d(mod m),ac≡bd(mod m)

若n|m,a≡b(mod m),则a≡b(mod n)

若(m,n)=1,a≡b(mod m),a≡b(mod n),则a≡b(mod mn)

若a≡b(mod m),n∈n*,则a n≡b n(mod m)

若ac≡bc(mod m),(c,m)=d,则a≡b(mod )

费尔马小定理:p是素数,则≡a(mod p)

3、剩余类:把关于模m同余的数归于一类,每类称为一个模m的剩余类。

剩余类的结构很简单,设a是余数为r的剩余类,则a=

设a1、a2、…、am是模m的m个剩余类,从ai中取一数ai,则a1,a2,…,am称为模m的一个完全剩余系,简称m的完系。

三、其它:1、计数法(进位制)

2、高斯函数[ x ]

3、整点问题。

4、不定方程。

定理1:设n≥2,n元一次不定方程(≠0)有整数解的充要条件是。

特别地,当n=2时,,二元一次不定方程的全体整数解可表示为。

其中()是原方程的一组特解,t取全体整数。

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