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初等数论练习题答案(4)

来源:网络收集 时间:2020-08-23 下载这篇文档 手机版
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由于这队士兵不超过170人,所以这队士兵有58人。

23、判断同余方程x?286(mod443)是否有解?

解:286=2×143,433是质数,(143,443)=1

奇数143不是质数,但可用判定雅可比符号计算的勒让德符号

?(?1)143?18?(?1)7?1143?1?223??1??143??????????1 ∴原方程有解。 ??

?7??3??7?四、证明题

1、设(a, m) = 1,d0是使a d ? 1 (mod m)成立的最小正整数,则

(ⅰ) d0??(m);

j

(ⅱ)对于任意的i,j,0 ? i, j ? d0 ? 1,i ? j,有a i??a (mod m)。 (1)

证明:(ⅰ) 由Euler定理,d0 ? ?(m),因此,由带余数除法,有

?(m) = qd0 ? r,q?Z,q > 0,0 ? r < d0。 因此,由上式及d0的定义,利用欧拉定理得到

qd?r1 ?a?(m)?a0?ar(mod m),

即整数r满足 a r ? 1 (mod m),0 ? r < d0 。 由d0的定义可知必是r = 0,即d0??(m)。

(ⅱ) 若式(1)不成立,则存在i,j,0 ? i, j ? d0 ? 1,i ? j,使a i ? a j (mod m)。 不妨设i > j。因为(a, m) = 1,所以 ai ? j ? 0 (mod m),0 < i ? j < d0。 这与d0的定义矛盾,所以式(1)必成立。

2、证明:设a,b,c,m是正整数,m > 1,(b, m) = 1,并且

b a ? 1 (mod m),b c ? 1 (mod m) (1)

记d = (a, c),则bd ? 1 (mod m)。

证明:由裴蜀恒等式知,存在整数x,y,使得ax ? cy = d,显然xy < 0。

若x > 0,y < 0,由式(1)知:1 ? b ax = b db ?cy = b d(b c) ?y ? b d (mod m)。 若x < 0,y > 0,由式(1)知:1 ? b cy = b db ?ax = b d(ba) ?x ? b d (mod m)。

3、设p是素数,p?bn ? 1,n?N,则下面的两个结论中至少有一个成立:

(ⅰ) p?bd ? 1对于n的某个因数d < n成立; (ⅱ) p ? 1 ( mod n )。

|n,p > 2,则(ⅱ)中的mod n可以改为mod 2n。 若2?证明:记d = (n, p ? 1),由b n ? 1,b p ? 1 ? 1 (mod p),及第2题有

b d ? 1 (mod p)。

若d < n,则结论(ⅰ)得证。

若d = n,则n?p ? 1,即p ? 1 (mod n),这就是结论(ⅱ)。

若2?|n,p > 2,则p ?1 (mod 2)。由此及结论(ⅱ),并利用同余的基本性质,

得到p ? 1 (mod 2n)。

初等数论练习题八

一、单项选择题

1、设n > 1,则n为素数是(n ? 1)! ? ?1 (mod n)的( C )。 A.必要但非充分条件 B.充分但非必要条件 C.充要条件 D.既非充分又非必要条件 2、小于545的正整数中,15的倍数的个数是( C )

A.34 B.35 C.36 D.37 3、500!的标准分解式中7的幂指数是( D )

A.79 B.80 C.81 D.82 4、以下各组数中,成为模10的简化剩余系的是( D )

A.1,9,-3,-1 B.1,-1,7,9 C.5,7,11,13 D.-1,1,-3,3 5、设n是正整数,下列选项为既约分数的是( A ) A.

3n?1n?12n?1n?1 B. C. D. 5n?22n?15n?23n?1二、填空题

1、σ(120)=360。 2、7355的个位数字是3。

3、同余方程3x≡5(mod14)的解是x≡11(mod14)。 4、(

17)=1。 235、[-2]=-2。

6、如果一个正整数具有6个正因数,问这个正整数最小是12。 7、同余方程x3+x2-x-1≡0(mod 5)的解是x≡±1(mod5)。 三、计算题

1、已知563是素数,判定方程x2 ? 429 (mod 563)是否有解。

?429?解:把??看成Jacobi符号,我们有

563???429????(?1)?563?429?1563?1.22?563??563??134??2??67???????????????(?1)?429??429??429??429??429?4292?18?67????429?-)

?67???????(?1)?429?67?1429?1.22?429??429??27?????????????(?1)?67??67??67?27?167?1.22?67??67?

??????27??27??13?????(?1)?27?27?113?1.22?27??1???????1, ?13??13?故方程x2 ? 429 (mod 563)有解。

2、求出模23的所有的二次剩余和二次非剩余。 解:模23的所有的二次剩余为

x?1,2,3,4,6,8,9,12,13,16,18 (mod 23); 模23的所有的二次非剩余为

x?5,7,10,11,14,15,17,19,20,21,22 (mod 23)。

3、试求出所有正整数n ,使得1n+2n+3n+4n 能被5整除。

解:若n为奇数,则1n+2n+3n+4n?1n+2n+(-2)n+(-1)n ? 0 (mod 5); 若n=2m,m∈Z,则1n+2n+3n+4n?12m+22m+(-2)2m+(-1)2m

?2+2×22m =2+2×4m =2+2×(-1)m(mod 5);

当m为奇数时,1n+2n+3n+4n?0(mod 5); 当m为偶数时,1n+2n+3n+4n?4(mod 5)。

|n时,5∣1+2+3+4。 故当4?n

n

n

n

四、证明题

1、证明:若质数p>2,则2-1的质因数一定是2pk+1形。

证明:设q是2p-1的质因数,由于2p-1为奇数,∴ q≠2,(2,q)=1。

由条件q|2p-1,即2p≡1(mod q)。

设h是使得2x≡1(mod q)成立最小正整数,若1

P

2、设(m,n)=1,证明:m

?(n)

+n

?(m)

≡1 (mod mn)。

?(m)

证明:因为(m,n)=1,所以由欧拉定理知: n 于是 m

?(n)

≡1 (mod m),m

?(n)

≡1 (mod n)

+n

?(m)

≡1 (mod m), m

?(n)

?(n)

+n

?(m)

≡1 (mod n)。

又因为(m,n)=1,所以 m+n

?(m)

≡1 (mod mn)。

注:此题也可这样表述:若两个正整数a,b互质,则存在正整数m,n,使得

am+bn≡1(mod ab)。

ap?bp3、设(a,b)=1,a+b≠0,p为一个奇质数,证明:(a?b,)?1或p。

a?bap?bp 说明:事实上,设(a?b,)?d,只需证明:d | p 即可。

a?b证明:由a+b≡0(mod a+b),即a≡-b (mod a+b),知a≡(-b) (mod a+b)。

ppa?b其中0≤k≤p-1。又?ap?1?ap?2b???abp?2?bp?1?bp?1?bp?1???bp?1?pbp?1m(oda?bkk

a?b)。

p-1 ap?bp令(a?b,。 又(a,b)=1,d |(a+b)知(d,b)=1。 )?d,则d | pb

a?b(否则设(d,b)=d′>1,立即得到d′︱a和d′︱b,这与(a,b)=1矛盾。)

于是(d ,b

p-1

)=1。故d | p,即 d =1或p。

初等数论练习题九

一、单项选择题

1、以下Legendre符号等于-1的30被-1是( D )

3?A. ???

?11?4?B. ??? C.

?11??5??? D. ?11??6??? ?11?2、100至500的正整数中,能被17整除的个数是( B ) A. 23

B. 24

C. 25

D. 26

|500!3、设 3?|500!,但3??1?,则α=( C )

A. 245 B.246 C.247 D. 248

4、以下数组中,成为模7的完全剩余系的是( C ) A. -14,-4,0,5,15,18,19

B. 7,10,14,19,25,32,40

C. -4,-2,8,13,32,35,135 D. -3,3,-4,4,-5,5,0

5、设n是正整数,则以下各式中一定成立的是( B ) A. (n+1,3n+1)=1 C.(2n,n+1)=1 二、填空题

1、25736被50除的余数是1。

2、同余方程3x≡5(mod16) 的解是x≡7(mod16)。 3、不定方程9x-12y=15的通解是x = -1 + 4t,y = -2 +3t,t?Z。 4、??323?? =1。 41??B.(2n-1,2n+1)=1 D.(2n+1,n-1)=1

5、实数的小数部分记为{x} ,则 {-}=0.75。

6、为使3n与4n+1 的最大公因数达到最大可能值,整数n应满足条件n=3k+2,k∈Z。 7、如果一个正整数具有35个正因数,问这个正整数最小是26×34=5184。 三、计算题

1、解不定方程9x+24y-5z=1000。

解:解 因(9,24)=3,(3,-5)=1知原方程有解。原方程化为

9x ? 24y = 3t, 即 3x ? 8y = t, (1) 3t -5z = 1000 3t -5z = 1000, (2)

54?t?5u解(2)得 ?, u?Z,

z??200?3u??x??u?8v再解3x ? 8y =5u得到 ?, u,v?Z。

y?u?3v??x??u?8v?故 ?y?u?3v, u, v?Z。

?z??200?3u?2、设A = {x1, x2, ?, xm}是模m的一个完全系,以{x}表示x的小数部分,若(a, m) = 1,求

ax?b{?m}。

ii?1m

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