簡單數論初步

2022-06-04 03:00:14 字數 2099 閱讀 6741

定義

設\(a,b \in \mathbb\),且\(b \neq 0\).如果存在\(q\in\mathbb\),使得\(a=bq\),則\(b\)整除a,記作\(b\mid a\),此時\(b\)為\(a\)的因數,\(a\)叫做\(b\)的倍數.性質1

\(如果a \mid b 且 b\mid c\),那麼\(c\mid a\)

證明 : \(設an=b, bm=c (n, m \in \mathbb).\)

\(\therefore c/a = nm.\)

\(\therefore c\mid a.\)

2\(如果a\mid b且a\mid c,有a\mid (bx+cy)\)

證明:\(設 as = b, at = c\)

\(s,t\in\mathbb\)

\(\therefore ast = c\)

\(\therefore a\mid c\)

3\(如果c\mid a, c\mid b,那麼對於任意m, n\in\mathbb,有c\mid ma+mb\).

證明\(如果m\neq 0,則a\mid b \leftrightarrow mb\mid ma\)

\(\because a\mid b\)

\(\therefore 不妨設an=b\)

\(\therefore anm = bm\)

\(\therefore n*am = bm\)

\(\therefore mb\mid ma\)

4\(如果ax+by=1,a\mid n, a\mid n. \rightarrow ab\mid n\).

證明:\(設as=n=1, bt=n, s,t\in\mathbb且s, t \neq 0\).

\(\because ax+by=1\).

\(\therefore \frac + \frac\).

\(\because ab\mid n\)

\(\therefore \frac\in\mathbb\)

\(\therefore n \times \frac\)

\(=\frac+\frac\)

\(=tx+sy\)

5如果\(b=d\times q + c,q\in\mathbb\)

\(d\mid c \leftrightarrow d\mid b\)

定義對於整數\(a,b (b \neq 0)\),求\(a \div b\)的餘數.記作\(a\)

\(mod\)

\(b\)

\((a\%b)\).

性質1.分配率

\((a+b)\%c=(a\%c+b\%c)\%c\)

\((a-b)\%c=(a\%c-b\%c)\%c\)

\((a\times b)\%c=(a\%c\times b\%c)\%c\)

\((a^b)\%c=(a\%b)^b\%c\)

統一證明:

設\(ka+m_a=c, kb+m_b=c\)

帶入整理可得:

\(\rightarrow(a+b)\%c=(m_a+m_b)%c\)

\(\rightarrow(a-b)\%c=(m_a-m_b)%c\)

\(\rightarrow(a*b)\%c=(m_a*m_b)%c\)

而冪運算可與看做多個乘法運算

2.縮放性

2.1\(如果a\%b=c,d\neq 0\)

\(\rightarrow (ab)\%(bd)=cd\)

證明:設\(a=bs+c\)

\(\rightarrow ad=(bs+c)d\)

\(\rightarrow ad=sbd+cd\)

\(\rightarrow (ab)\%(bd)=cd\)

2.2\(如果a\%b=c,d\mid a, d\mid b\)

\(\rightarrow(a/d)\%(b/d)=(c/d).\)

證明:設\(bs+c=a\).

\(\frac\times s + \frac=\frac\)

2.3\(\frac\%c=\frac\)

證明:兩邊同時乘\(b\),可以得到:

\(a\%(bc)=a\%(bc)\)

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