数论基础-问
题
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【数论十讲】
数论基础问题(陶平生)
内容与方法:整除性、唯一分解定理、质数与合数,公约数与公倍数、高斯函数、勾股
p数、不定方程、同余、剩余类、欧拉定理与费尔马定理、平方和问题、进制 ,
1、在电脑屏幕上给出一个正边形,它的顶点分别被涂成黑、白两色;某程序执2011
行这样的操作:每次可选中多边形连续的个顶点(其中是小于的一个固定的正整aa2011数),一按鼠标键,将会使这个顶点“黑白颠倒”,即黑点变白,而白点变黑; a
0(1)、证明:如果为奇数,则可以经过有限次这样的操作,使得所有顶点都变成白色, a
也可以经过有限次这样的操作,使得所有顶点都变成黑色;
0(2)、当为偶数时,是否也能经过有限次这样的操作,使得所有的顶点都变成一色, a
证明你的结论(
222xy,,72011、试求的所有正整数( (,)xy
mnkamnkN,,,,235(,,)、如果正整数可
表
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为:,就称为好数(证明: aa3
1111aaa,,,存在个互异好数,满足:( ,,,,20121220123333aaaa1220112012
M4、设,若元正整数集合满足:对任何整数,都存在abM,,,,nn,4kab,
M使得与是不互质的数,就称为“好集”( ak,bk,
MMM证明:若为“好集”,且中所有元素之和为,则存在,使得从中2011cM,
,删去元素后,所得到的集仍为“好集”( cMMc,\,,
nn201222013、设数为正奇数,满足,证明:( nnknk5,,,,k1k1
、设Tn()为正整数的正因数的个数,证明:,其等号何时取到, nTnn()3,6
222P,1,2,3,、设为全体正整数的平方所构成的集合,如果正整数能表成集n7,,
PP合中的若干个(至少一个)互异元素之和,就称“数具有结构”,记为;证明:nnP,,
P不具有结构的正整数只有有限多个( ,
aaaa,,,、对于给定的有限项的正整数数列,进行如下操作:如果jk,,并且8j12n
aa,(,)aa[,]aaa不整除,那么将分别换成和; jkjkjkk
1
证明:这个过程是有限的,并且最终的结果是唯一的(
2xxyyN,,,,、若正整数满足:,证明:存在,使以下三式:mnk,,mnk,,191212
2222 同时成立. mxynxykxxyy,,,,,,, , 11221212
p,1222n2,,,,rp,1k,、若为质数,则,(即 )( pn,,41,n10,,,,,,p4pr,1,k1,,,,
11pp、设为奇质数,是小于的正整数,证明:的必要充分条件是:对abp,,ab,
,,,,22anbnp任何小于的正整数,均有正奇数. (其中方括号表示取整.) n,,,,,,,,pp,,,,
1212、设正整数的各位数字全由和组成,由其中任意个连续数位上的数akk 2,,,字所组成的位数,称为数的一个“段”;若数的任两个“段”都不相同( aakkk
证明:对于具有这种性质的最大正整数,其开初的一个“段”和最后的一个“ak,1k,1段”必定相同.
、设正整数,对于任一个元整数集,取其中每一对不mn,2,nAaaa,,,,13,,12n
2aa,aa,C同的数,,作差 (其中有些差可能是相等的),由这个差按递增顺ji,,,nijji
A序所排成的一个整数数列,称为集合的“衍生数列”,记为A,衍生数列A中能被整m除的数的个数记为Am( ,,
证明:对于任一正整数,元整数集及其下标(即前个正整nnAaaa,,,,m,2,,12n
AB,数)构成的集所对应的“衍生数列”,满足不等式:AmBm,( Bn,1,2,,,,,,,,
14、若三角形的三条边长皆为有理数,且有一个内角的角度数也是有理数,试求该内角度数的所有可能的值(并给出所有这种三角形边长的一般表达式(
、证明:如果正整数可以表示为都是的倍数的三个整数的平方和,那么也可15N3N以表示为都不是的倍数的三个整数的平方和( 3
mmnn(57,57),,mn,、对于互质的正整数,求最大公约数所有可能的值( 16
,,pqp,、试求所有的质数p,3,具有如下性质:对任何质数,数不能被pq,,17,,q,,任何质数的平方整除(
2aaakN,,,,2,21,aaa,,,、数列满足:; 18kk,01201
n,32pa21p,证明:若有奇质数及某项,使得,则( pann
2
aaa,,,、试求不小于的最小正整数,满足:对任给的个整数(可以相同),nn19912n
个数以及,使得 总存在bi,,4,7,(1,2,,9)aaaiiin,,,,(1),,,,,9,,iiii129129
为的倍数( bababa,,,9129iii129
,,,MM,,,,,257,,,,,、设集合,如果数能表成集中的若干个元素之a20,,
MD和,并且这些元素之间没有倍数关系,则称数具有属于集的单纯分拆,记为a
aD, ( M
0aD,1、试确定,当,且时,必有 ; a,3,6,31a,250,,,,M
0aD,2、证明:对异于的任何正整数,都有 . 3,6,31a,,M
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