怎樣證明該三次有理數係數函式的值不可能都是素數?

時間 2021-06-01 21:38:45

1樓:

(xCn)=x(x-1)...(x-n+1)/n!

的整線性組合.

由於f在正整數上取值都是整數,我們可以把f重寫成f(x)=a(xC3)+b(xC2)+cx+d, 其中abcd都是整數。注意到6f(x)是整係數多項式。

由於f(x)不是常函式,素數f(x)不能總為±2或±3。選取x0使得f(x0)=±p, p是個大於3的素數。對於正整數x≡x0 mod p,我們有f(x)≡f(x0)≡0 mod p (因為f(x)的係數在模p意義下都是整數!

)由於f(x)是素數,必須有f(x)=±p. 這對所有模p同余於x0的x都成立,與f(x)不是常函式矛盾。

2樓:LLAA

d是整數,否則取x為a,b,c分母的公倍數,則函式值不為整數,矛盾。

f(1)-d=a+b+c

f(2)-2(a+b+c)-d=6a+2b

f(3)-3(a+b+c)-4(6a+2b)-d=3a+b

f(5)-5(a+b+c)-20(3a+b)-d=60a

20(3a+b)-60a=20b

60(a+b+c)-60a-3·20b=60c

f(7)-7(a+b+c)-42(3a+b)-3·60a-d=30a

f(9)-9(a+b+c)-72(3a+b)-16·30a-d=24a

30a-24a=6a

6a+2b-6a=2b

f(3)-9(3a+b)-d=3c

以上所有等式兩側均為整數,至此已得6a,2b,3c,d均為整數(事實上只需要60a,20b,30c,d為整數即可)。雖然有比這簡潔些的證明,但是這裡空白太小,寫不下。(打字太麻煩)

f(x)=1/6(6ax^3+2·2bx^2+2·3cx+6d)

若a,b,c中至少有一不為0,設正整數n使得f(n)不等於0且f(n)不整除6,那麼f(n)整除f(n+f(n)),矛盾。故a=b=c=0。

綜上,僅f(x)=p滿足題設。

更一般地,對於f(x)=a_0+a_1x+…+a_mx^m,取n使得f(n)不為所有a_i的最小公倍數的因子,則f(n)整除f(n+kf(n)),其中k為任意整數。故f(x)不可能在N+上恒為素數。

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