解:即求101?102?103???999?1000的标准分解式中7的幂指数。
101?102?103???999?1000=1000!÷100!所以7(1000!÷100!)= 7(1000!)- 7(100!) 所以k=??1000??1000??1000??100??100???2???3?????2?=142+20+2-14-2=148. ???7??7??7??7??7?7. 解方程:(1)3x?5?x??50?0
解:x??x??x?1故3?x??5?x??50?0,3?x??3?5?x??50?0,解得
205047?x?. 代入原方程得3x=20, ?x??,?x??,??x??6.38850?5y50?3x50?3x8x?50或解:由已知得?x??设其为y,则x?,0??x??x???1,
3555205050?5y5547505055. 解得?,?y?, y?14 ?x??x?. 即?383888882(2)原式化为?x??x(x??x?)?0,即?x???x?x?x?0,把x当作常数,由一元二次
22方程求根公式得 ?x??5?15?15?1相乘的积为整数,只能是x?。 x,与222?y?2?x??3?y?3?x?2??5,且不是一个整数,则x+ y在哪两个整数之间。
8. 设x,y满足下列方程组?解:y?2?x??3?3?x?2??5?3(?x????2?)?5?3(?x??2)?5?3?x??1,
可得[x]=4,∴4?x <5,y=2[x]+3=11 ∴15< x+ y<16.
9. 试证方程[x]+[2x]+[4x]+[8x]+[16x]+[32x]=12345无实数解. 证: 假设方程有实数解x=n+a,其中n∈Z, 0?a<1,于是,,
[x]=n,[2x]=2n+[2a],[4x]=4n+[4a],[8x]=8n+[8a],[16x]=16n+[16a],[32x]=32n+[32a]。 代入原方程化简、变形,得 [2a]+[4a]+[8a]+[16a]+[32a]=12345-63n。 由于0?a<1,因而0?[ka]?k-1
故0?12345-63n?1+3+7+15+31=57,即12288/63?n?12345/63 亦即195.04?n?195.95,与n∈Z矛盾,故原方程无实数解。
10. 1到120这120个正整数中所有质数的和是多少?
解:2+3+5+7+11+13+17+19+23+29+31+37+41+43+47+53+59+61+67+71+73+79+83+89+97+ 101+103+107+109+113=1593.
或解:应用逐步淘汰原则,所求的和=1到120这120个正整数的和-(120以内,下同)2的倍数的和-3的倍数的和-5的倍数的和-7的倍数的和-11的倍数的和+6的倍数的和+10的倍数的和+14的倍数的和+22的倍数的和+15的倍数的和+21的倍数的和+33的倍数的和+35的倍数的和+55的倍数的和+77-30的倍数的和-42的倍数的和-66-70-110-105= =60?121?2(1?2?????120?)?3(1?2???40)?5(1?2???24)? ??2? 16
?120??7(1?2????)?11(1?2???10)?6(1?2???20)?10(1?2???12)
?7???120??14(1?2????)?22(1?2???5)?15(1?2???8)?21(1?2???5)? ??14?+33(1+2+3)+105+165+77-30(1+2+3+4)-42-84-66-70-110-105
=7260-61×60-61×60-3×41×20-5×25×12-7×17×8-11×11×5+6×21×10
+10×13×6+14×9×4+22×3×5+15×9×4+21×3×5+33×6+105+165+77-300-42-84-66-70-110-105=1593. 11. 求25!的标准分解式。 解:25!=222×310×56×73×112×13×17×19×23. 由定理1.6.3公式求出各个质数的指数。 12. 2000! 末尾有多少个连续的零? 解:??2000??2000??2000??2000?????400?80?16?3?499个连续的零
?5????52????53????54??13.某班学生参加数、理、化三科测试。数、理、化成绩优秀的学生人数依次是30,28,25, 数理、理化、化数两科成绩都优秀的学生人数依为20,16,17。数理化三科都优秀的学生有10人。问:数理两科至少有一科优秀的学生有多少人,数理化三科至少有一科优秀的学生又有多少人。
解:数理两科至少有一科优秀的学生人数为30+28-20=38;
数理化三科至少有一科优秀的学生30+28+25-20-16-17+10=40
14. 从自然数列1,2,3,4,?中依次划去3的倍数和4的倍数,但是其中凡是5的倍数的数均保留,划完之后的数依次构成一个新的数列:a1=1,a2=2,a3=5,a4=7,求a2000的值。 解:考虑1到3000这3000个数中这个数列中的数的个数为
?3000??3000??3000??3000??3000??3000?3000??????? ???4??3????3?4????3?5????4?5????3?4?5??=3000-1000-750+250+200+150-50=1800
?300??300??300??300??300??300?300????????????=180 ???????3??4??3?4??3?5??4?5??3?4?5??30??30??30??30??30??30?30???????????=30-10-7+2+2+1=18
?3??4??3?4????3?5????4?5????3?4?5??可知3330= a1998, 而3332是4的倍数,3333是3的倍数,所以a2000=3334.
附)广西师范大学赵继源主编的《初等数论》习题1—6中的部分题目(与以上相同的不列) 3. 若x,y?R?,?1?求证:?xy???x??y?; ?2?试讨论?xy?与?x??y?的大小关系。?证:?1??xy?????x??y?+?x??y?+?x??y??? ???x?+?x????y?+?y?????x??y??? 显然 ???x??y?+?x??y?+?x??y????0,证得。 17
?2?x,y?Z+时,?x???y???xy??0,有?x??y???xy?;而 x?1.2,y?2.1时,xy?2.52,?xy??0.52,?x??y??0.02,?x??y???xy?; 又 x?1.9,y?1.8时,xy?3.42,?xy??0.42,?x??y??0.72,?x??y???xy?.可见,三种情况都有。 7.计算:(1)??199?1??199?2??199?96? ?????????979797??????5?1??5?2?5?96??解: 原式??2?1? ?2?2????2?96???????979797???????5?1??5?2??5?96??2?1?2?2???2?96????????97????97???97??
?5?1??5?19??5?20??5?38??5?39??5?58??9312?????????????????97???97????97???97????97???97???5?78??5?96??????????97???97??=9312+0+…+0+19+40+57+76=9504.
(2)?1???111? ???223220082??111111????1???? 2232200821?22?32007?2008解: 考虑1??1?1?1111111??????2??2。从而=1. 1????222??2232200822008232008??8. 在前2001个自然数中,既不是5 的倍数,又不是7的倍数的数有多少个?
??. 2001??=2001-400-285+57=1373个
?5????7????7?5??10. 有100盏亮着的灯,各有一个拉线开关控制着,,现将其按顺序编上号码1,2, ?,100,然
后将编号为2的倍数的灯线拉一下,再将编号为3的倍数的灯线拉一下,最后将编号为5 的倍数的灯线拉一下,3次拉完之后还有几盏灯是亮的?49盏 11. 解方程:x?1?x?1??x?
?2001??2001??2001?x??1??2?解:已知x?1?x?1??2x?1?x?1, x??1时,?x???2,??2?x??1; ?2x?1??1?x?1时,?x??2x,即??x??0??1?x?0,即?2?2x?0,而2x?Z,x?1时,?x??2,?2?x?3.?x??,x?0;
∴ -2? x<-1或 2? x<3或 x= -1/2 或 x= 0.
12 18
12. 若?x???19??20??21?91??=546,求[100x]的值、 ?x??x????x????????100??100??100??100?y?8,这35项中最小的是等式左100解:等式左侧为73个数相加,而546?73?7?35.?7?x?8,
且可知等式左侧从右向左有且只有35项满足x?侧从右向左第35项x?5757?8,移项得x?7.43. ??100x??743. ,∴ 成立有x?100100习题2-1
1.计算m取何值时,下列各式成立:
(1)32≡11(mod m); (2)1001≡1(mod m); (3)480≡26(mod m); (4)28≡1(mod m). 解:由充要条件知(1)32-11=21,所以m取21,7,3,1. (2)1001-1=1000所以m取1000的所有正约数,共16个; (3)480-26=454=2×227, 所以m取454,227, 2,1.
(4)28-1=(24+1)( 22+1) ( 22-1)= 17×5×3, 所以m取255,85,51,15,17,5,3,1. 2. 计算m取何值时,下列两式同时成立: (1)32≡11(mod m); (2)1000≡-1(mod m) .
一般地,若a≡b (mod m ), c≡d (mod m ) 同时成立,则m要满足什么条件?
解:由m|(32-11)且m|(1000+1)知,m是21和1001的公约数,因此m取7,1. 一般地,若a≡b (mod m ), c≡d (mod m ) 同时成立,则m|(a- b)且m|( c - d ). 3.举例说明:
(1) 由a2 ≡ b2 (mod m ),不能推出 a ≡ b (mod m );
解:(-1) 2 ≡12 (mod5), -1≡1 (mod5)不成立。又如3 2 ≡22 (mod5), 3 ≡ 2 (mod5) 不成立。 (2) 由a ≡ b (mod m ),不能推出a2 ≡ b2 (mod m ). 这是性质(5)的特例,是正确的命题。
4. 证明,?x?Z,( 15x5+24x4+32x3-16x2+3x-13)≡(7x5+3x+3) (mod 8)
证:由15≡7 (mod 8),24≡32≡-16≡0 (mod 8),-13≡3 (mod 8)即可证明上述同余式成立。
5. 证明:70! ≡61! (mod 71)。
证:70!-61!=(70×69×68×?×62-1) 61!
= 23599366843852799×61!= 332385448504969×71×61!
6. 设m为正整数,a,b,c,d为整数,若a ≡b (mod m),c ≡d (mod m) 同时成立,证明 a-c ≡ b-d (mod m).
证:a-c-(b-d)= a-b-(c-d), 而由a ≡b (mod m),c ≡d (mod m),m | (a-b), m |(c-d), ∴ m |[ a-b-(c-d)], 由同余的充分必要条件知a-c ≡ b-d (mod m). 命题成立。 7. (1)求3100模10的余数; (2) 求350的十进制表示中最末两位数。 解:(1)3100≡(32) 50≡(-1) 50 ≡1(mod 10), ∴ 3100模10的余数为1;
(2) 350≡(325) 2 ≡((312) 2×3 ) 2 , 而312≡ ((33) 2) 2 ≡((27) 2) 2 = (729) 2 ≡(29) 2 = 841≡ 41 (mod 100), 412=1681≡81(mod 100) ∴350≡(412×3)2 ≡(81×3) 2≡(243) 2≡43 2=1849≡49 (mod 100), 故所求末两位是49. (现在有计算器,此题可以直接计算350,但数字庞大) 8. 求使2n+1能被5整除的一切正整数n。
解:4≡-1 (mod5),即22≡-1 (mod5), (1) 又16≡1 (mod5), 即24≡1 (mod5), ∴24 k≡1 k=1 (mod5), (2)
(1) (2)两式分别相乘,得22+4k≡-1 (mod5), 即22+4k+1≡5≡0 (mod5),因此n=2+4k, k∈Z+. 说明:4×16=64≡4 (mod5), 64×16≡4×16=64≡4 (mod5), 依此类推可解,以上是抽象推导.
19
9. 设m为正整数,a为整数,若a2 ≡a (mod m),证明 an ≡a (mod m).
证:∵ a2 ≡a (mod m),∴ a3 ≡a2 ∴ a3≡a (mod m),依此类推得,an ≡a (mod m). (最好后面用数学归纳法)
10设p为质数,a为整数,且a2 ≡b2 (mod p) ,证明a ≡b (mod p) ,或a ≡(-b) (mod p) 证:由题设,p | (a2-b) 2, 即p | (a-b) (a+b), p为质数,知p | (a-b), 或p | (a+b),命题成立。 11.用弃九法验算下列算式是否有错:(略)
12.在3145×2653=8□43685中,遗漏了一个数字,如果其他数字都是正确的,求遗漏的数字。
解:3145≡31≡4 (mod 9), 2653≡2+5≡7 (mod 9), 4×7=28≡1 (mod 9), 8□43685≡8+8+□≡7 +□(mod 9), 因7 +3≡1 (mod 9) , 故遗漏的数字为3。
附)广西师范大学赵继源主编的《初等数论》习题2—1中的部分题目 5.若69, 90和125关于某数 d 同余, 证明对于d, 81与 4同余. 证明:由69和90关于 d 同余, d | 90- 69, d | 21,
90和125关于某数 d 同余, d | 125- 90, d | 35, ∴ d | (21, 35) , d=1或7. 2
9. 若(n, 8)=1,试证:n≡1(mod8)
222
证:由 (n, 8)=1可知,n为奇数. 设n=2k+1, n-1= 4k (k+1), 8 | (n-1).所以有n≡1(mod8) 14. 任意平方数的末位数字都不能是 2, 3, 7, 8的某一个.
2 22
证:令a=(10x+y), 则a2=(10x+y)≡y (mod 10). 令=0,1…9, y 的个位不能是2, 3, 7, 8.
2
因此,数字 a (1≤a≤9) 的平方 a的末位数字也没有2, 3, 7, 8.
习题2-2 1,2 验证完全剩余系,简化剩余系。(略)
3. (1)求模9的一个完全剩余系,使其中每个数都是奇数; (2)求模9的一个完全剩余系,使其中每个数都是偶数; (3)对于模10来说,能实现(1)(2)的要求吗? (4)找出规律,证明之。
解:(1)模9的非负最小完全剩余系为:{0,1,2,3,4,5,6,7,8},将其中的偶数减9或加9,如{9,1,11,3,13,5,-3,7,-1};(2)如上,代换其中的奇数,如{0,10,2,12,4,-4,6,-2,8} (3)对于模10来说,不能实现(1)(2)的要求。
(4)对于(1)(2)的要求,奇数模可实现,偶数模不能实现。因为模m的最小非负完全剩余系中奇偶数各半.任一个完全剩余系中各数必与0, 1, …, m-1中的一个数同余,均可写成mkr+r,r= 0,1, …, m-1的形式。而整数加偶数的整数倍奇偶性不变,故偶数模的任一个完全剩余系必奇偶各半,不能实现(1)(2)的要求。奇数模则不然,因为mkr可奇可偶。 或证:若a, b属于模m的同一剩余类,必有a=b+mk,k∈Z, m为偶数时,mk为偶数,故 a, b奇偶性相同,即偶数模的剩余类分为偶数剩余类与奇数剩余类,完全剩余系就是从m的各个剩余类中取一个元素组成的集合。因此不能实现(1)(2)的要求;m为奇数时,若k 取奇数,mk为奇数,k 取偶数,mk为偶数,故a, b奇偶性可不同,即奇数模的任何一个剩余类中都是奇偶混杂,故能实现(1)(2)的要求。
4.将上题中的完全剩余系改成简化剩余系,情况如何?无论奇数模,偶数模均不一定实现。
20
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