這個數論問題怎麼證明?

時間 2021-09-18 01:08:42

1樓:

這不是裴蜀定理麼

可以反證,假設ax+by在x,y取遍所有整數(不全為0)時得到的數集合M_0不含有1,顯然集合非空。

為了簡單我們只考慮結果中的正數子集M,不影響證明,顯然M非空。

則集合M存在最小的正整數z>1,斷言整個M集合形如,都是z的倍數。

否則取r屬於M但不是z的倍數,則r-z仍然屬於M(考慮M的定義,並且顯然有r>z),一直減下去會得到乙個比z更小的正整數(實際上就是r除以z的餘數),矛盾。

因此斷言得證。

這時我們發現,取x=0,y=1,得到b是z的倍數。取y=0,x=1,得到a是z的倍數,z是a和b的公因子,並且z大於1,與互素矛盾。

因此原假設錯誤,M集合必然含有1。

2樓:團雀兒Msquit

ab互素,只要x模b,y模a不全同,ax+by的值模ab也就不同,由此容易發現ax+by=1(mod ab)有解且x modb , y moda意義下唯一,考慮0<x<b, -a<y<0以及-b<x<0,0<y<a,用不等式夾這兩個情況,從而問題得解

3樓:TravorLZH

下面我們證明原題的推廣版:

Bezout引理:若d為整數a、b的最大公約數,則存在整數x、y使得ax+by=d

證明:由對稱性,我們假設a、b非負。則我們可以對a+b進行歸納。

很明顯a+b=0時命題成立,所以我們接下來假設命題在a+b=1,2,...,n-1時也成立。假設a+b=n且a≥b則:

由於a-b與b的最大公約數也為d,所以命題在a+b=n的時候也成立。

4樓:小雨可白

用到三個小引理。除去Lemma 1,其他引理將在最後證明。

注意:以下證明過程中將簡寫 作 ,意為 的最大公因數。Lemma 1

對於任意的一組整數 ,一定存在一組整數 ,使得 ,且 。

Lemma 2

如果 b,\,a=bq+r,\,0\leq r,則有 。

Lemma 3

對於集合 ,若有 ,則有 。

Theorem

如果 ,則存在一組整數 ,使得 。

Proof

根據Lemma 1,我們寫出可以以下等式組。結合等式組 ,根據Lemma 2我們又有。而 ,且 r_2>...>r_n>0" eeimg="1"/>,結合等式組 ,有 。

將等式組 變化一點點,寫成以下形式

。結合等式組 ,根據Lemma 3我們有 ,其中 。

即存在一組整數 ,使得 。

Lemma 2

如果 b,\,a=bq+r,\,0\leq r,則有 。

Proof

我們假設 ,則可以設 。

根據Lemma 1有 ,所以 。

根據 和 又有 ,顯然 。

假設 ,則由 可以得出 。

由 又推出 。

而 ,所以 ,即 。

Lemma 3

對於集合 ,若有 ,則有 。

Proof

因為 ,所以可以設 。。

5樓:宙宇001

條件是 ,令 設 是 中的最小正整數,則 ,因為 ,所以必有 ,那麼存在 滿足 其中 . 於是 因為 ,而 是最小正整數,所以 ,這說明 是 的因子.

同理可得 是 的因子,因為 ,所以 ,至此得到整數 使得

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