ACM训练日记—1月20日

时间:2022-09-07 13:51:34

         今天还是在看《初等数论》,今天看的没昨天那么快,确实在一些有意思的题目上停留了许多时间。其实之前数分老师就曾经说过数学课本就如同侦探小说一样精彩。环环相扣的定理引理例题,就连课后小题的结论都经常会在后面当定理用。继续回顾一下。

1,设p是奇素数,q是(2^p)-1是素因数,证明q=2kp+1。。

       证明:根据定理因为q是奇素数,所以 q | ((2^(q-1))-1) 且 q | ((2^(p,q-1))-1),所以推出p|q-1。。。记笔记

2,设p是素数,证明:

     (i),p|C(p,j),1<=j<=p-1。    (ii)对任意正整数a,p|((a^p)-a)。      (iii)若(a,p)=1,则p|((a^(p-1))-1)。

      这个定理,(i)显然,(ii)用归纳法证明,设a=1时,a=n时,推导a=n+1时,直接将其展开化简。这也就是著名的费马小定理a^(p-1)≡1(mod p)。

3,设m>=2,(m,a)=1,证明:

(i)存在正整数d<=m-1,使得m|((a^d)-1)。      

(ii) 设d0满足(i)的最小正整数d,那么m|((a^h)-1)(h>=1)的充要条件时d0|h.

这个定理在后面证明里很重要。证明比较巧妙,利用带余除法和余数剩余个数的规律推出。

4,设(a,b)=1,证明: (d,ab)=(d,a)(d,b)

5,(i)[a,b,c](ab,bc,ca)=(a,b,c)[ab,bc,ca]=(a,b,c)[a,b,c][(a,b)(b,c)(c,a)]=abc

      (ii) [a,b,c]=abc的充要条件(a,b)=(b,c)=(c,a)=1;

      证明:[a,b,c]=[ [a,b] , c ]=[ ab/(a,b) , c ]=abc/( ab , (a,b)c )     就是灵活运用那几个定理。

6, 若(a,b)=1,则任一整数n必可表为n= ax+by, x,y是整数,由(a,b)=1,ax0+bx0=1

7,( (a^m)-1 ,(a^n)-1)=(a^(m,n))-1。   证明方法前面写了

8,设a>b>=1,(a,b)=1,证明:   ( a^m-b^m , a^n-b^n )=a^(m,n)-b^(m,n),,,还是之前的方法,这是一般式

9,设a是正整数,x(a)表示a的所有整除数之和(通常称为除数和函数),那么x(1)=1,当a有标准素因数分解式a=(p1^a1)...(pn^an)时, x(a)=((p1^(a1+1))-1)/(p1-1)*.....*((ps^(as+1))-1)/(ps-1)=x(p1^a1)*...*x(ps^as)。

这个定理比较重要。。。

10,[x]+[y]<=[x+y]<=[x]+[y]+1

11,设n是正整数,p是素数,a=a(p,n)满足p^n|n!,那么a=a(p,n)=[n/p]+[n/p^2]+...[n/p^s]。     这是定义

a(2,20)=[20/2]+[20/4]+[20/8]+[20/16]。

12,设n时正整数,有(n!)=p1^(a(p1,n))+...pk^(a(pk,n))   (p<=n)。   一种求n!的方法。

13,m个相邻整数的乘积可以被m!整除。。。记笔记

14,对任意实数x有[x]+[x+1/2]=[2x]

15,证明对任意整数n>=2及实数x有[x]+[x+1/n]+...+[x+(n-1)/n]=[nx]。

        不妨设0<=x<1,必有整数k,0<=k<=n-1,使k/n<=x<(k+1)/n,这样易证等式两边都等于k。

16,[x-y]<=[x]-[y]<=[x-y]+1         {x+y}<={x}+{y}

17,((2n)!!)=(2n)(2n-2)...2

18,设整数aj>0(1<=j<=s),并且n=a1+a2+...an,证明:(n!)/(a1!*a2!*...*an!)是整数

     证明:利用a(p,n)>=a(p,a1)+a(p,a2)+...+a(p,as),结合定理[x]+[y]<=[x+y]<=[x]+[y]+1和条件n=a1+...an证出。

这个结论也比较重要

19,欧拉函数的性质。x(n)=n*(1-1/p1)...(1-1/pn)。且x(n1n2)=x(n1)x(n2)积性函数性质

20,利用容斥原理找出max(a1,a2,...an)=(ai1+ai2+..ain)-(min(ai1,ai2)+...min(aix,aiy))+....(-1)^(m-1)(min(a1,a2,am)+...)。非常有意思的一道题。

21,Pi(x)=表示不超过x的素数个数。

22,设全体素数按从小到大排序是:p1=2,p2=3,p3,p4,,,,,。

有pn<=2^(2^(n-1))      n=1,2,,,

Pi(x)>log(log2(x))   x>=2        这里log2(y)表以2为底的对数。


依旧整理赶上进度,明天继续。