“数论?”
陈辉皱眉。
他并不擅长数论。
但他也没有自暴自弃,将已知性质和结论转化成数论语言,他轻易的就找到了目标。
就是要去构造一个与b互素的数,假设为p,再证明p∈s即可。
再根据性质3,若pi,pj互素,则pi·pj∈s,又根据素数分解定理,每个大于1的正整数都可以唯一地表示为若干个素数的乘积,并且这些素数的幂次是唯一的。
所以p可以写成p1^α1·p2^α2···pm^αm,其中p1到pm均为素数。
也就是说,只需要证明pi^k∈s(k为任意非负整数),就能证明p∈s。
很快,陈辉就有了思路,根据题目,如果pi能够被a整除,那么根据性质1和性质2,轻易就能得出pi^k∈s。
可若是pi不能整除a呢?
不能整除,就说明pi与a也互素,同时因为pi为p的分解素数,p与b互素,那么pi与b也互素。
性质123都已经用了,所以接下来必然会用到性质4。
an+b∈s
这个性质应该怎么利用呢?
陈辉绞尽脑汁,却一筹莫展,这还是他洞察力提升后,第二次遇到这种情况,这让他想到了在数竞队张安国给他出的题,当时他也是像现在这般。
后来他知道张安国那道题有常规的解法,只是他当时不知道而已。
所以,这道题必然也有某个解法,或者公式定理是自己没有想到的!
可陈辉没有深入研究数论,大脑中也并没有关于数论的体系,一时之间竟然都不知道该从什么地方去寻找这种解法或者公式定理。
解法,公式定理,说白了,就是前人搭的梯子。
牛顿说过,他能有那般成就,不过是站在了巨人的肩膀上。
所以,解法当然要从前辈先贤身上去找!
陈辉大脑飞速运转,开始头脑风暴。
擅长数论的数学家很多,但目前陈辉了解的也就那么几个,费马、欧拉、高斯。
费马研究的东西天马行空,费马大小定理,亲和数,素数分布,这些定理在数论中的地位举足轻重。
但他一生只玩高端局,并且都是让后人帮他证明,高中生的题目应该还轮不到费马出马吧?
高斯主要研究的是代数数论,比如二次互反律,算术几何平均之类的问题,显然跟这道题的调性不符。
所以,是欧拉吗?
一番分析,陈辉将目标锁定在了这位数学国王身上。
他有些振奋,他对欧拉的了解其实是要比其他两人更多的。
这还是因为当时学习欧拉积分时,听了安老师的建议。
否则他就只能抓瞎了。
死马当成活马医,没有选择的选择,就是最好的选择。
陈辉开始回想欧拉一生中提出的,关于数论方面的定理。
他也不是拧巴的人,如果从欧拉身上找不到解题方法,那就放弃这道题,回去好好研究数论,明年再来便是。
欧拉一生发表了超过 1500篇论文,提出的定理公式理论浩繁如星海。
经过提升的记忆力帮了陈辉大忙,有极强的洞察力辅助,虽然只是看了一遍欧拉的生平,但对欧拉提出的重要的公式和定理他都记得很清楚。
既然想到欧拉,那么自然能想到他在数论领域大名鼎鼎的欧拉定理。
欧拉定理!
很快,陈辉眼前亮起刺目的光芒。
找到了!
他找到了!
解题的钥匙果然藏在欧拉身上!
欧拉定理:
若a和n是正整数,且a和n互素(即最大公约数为1),则a的φ(n)次方对n取模的结果为1,即aφ(n)≡1(modn)
陈辉陷入前所未有的兴奋状态,无数思路如同泉水般在大脑中涌现。
【由欧拉定理,a^aφ(pi^k)·n+b≡n+b(modpi^k),则令a0=1,an=a^aφ(pi^k)·a^n+b,则an≡a^n+b(modpi^k),又因为(pi,a)=1,(pi,b)=1,所以当n从0取到pi^k时,an可以取到pi^k的完全剩余系,此时必有at=t·pi^k∈s,所以pi^k∈s!
综上所述……】
证明完毕!
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