2、数论初步(整除的概念)
数论初步
数论初步―――――基础篇－――――<整除>整除的概念很简单，比如3整除6，则表示法为3|6。
而整除的含义，比如a，c为整数，那么a|c的含义，意味着存在一个整数k，使得c＝a×k。
此时a是c的约数。
a|c和a是c 的约数是一样的，等价的。
由上面的含义，可得到很基本的认识是如果a|b，则a|b×k。
可以进而有这样的两条规律：如果有a|b，b|c，则a|c。
―――[规律1]如果有a|c同时a|d，则c±d可以被a整除。
―――[规律2]<幂次式和分解质因数>质数，即只含有1和自身两个约数的数。
那么我们可以写出开始的几个质数：2，3，5，7，11，13，17，19，23，29，31，37，41…质因数：如果一个质数a是b的约数，则a是b的质因数。
幂次式：一个带幂次的式子22×33×52，我们称为幂次式。
它的值为2700。
性质：（1）如果底项不同，那么两个幂次式不会相等。
比如23和32不相等。
（2）22 | 23，34| 35。
这条性质的含义是相同的底项，幂次小的肯定可以整除幂次大的。
进一步也有：23×34×5|24×36×52。
分解质因数：任何整数总可以分解成质因数的幂次式。
比如180＝22×32×5。
不同的整数分解的结果都不会一样。
练习：把这几个数写成幂次式： 18，28，60，72。
<再理解整除>我们在上一部分幂次式和分解质因数的基础上，重新去体会整除的含义。
如果a是b的约数或说a|b，那么把a，b都作质因数分解。
那么a的质因数必然都在b的质因数中。
比如18|72。
则18＝2×32，72＝23×32。
<公约数与互质>对于两个整数b,c，如果同时有a|b，a|c，则a是b，c的公约数。
比如3是6和9的公约数。
如果两个数除了1外没有别的公约数，则我们称他们两个互质。
数论初步例题和知识点总结
数论初步例题和知识点总结数论是数学的一个重要分支，主要研究整数的性质和它们之间的关系。
在这篇文章中，我们将通过一些例题来讲解数论中的常见知识点。
一、整除整除是数论中最基本的概念之一。
如果整数 a 除以整数 b（b≠0），商是整数且没有余数，我们就说 a 能被 b 整除，记作 b ｜ a。
例如：24÷6 ＝ 4，没有余数，所以 6 ｜ 24。
例题：证明若 a ｜ b 且 a ｜ c，则对于任意整数 m，n，有 a ｜（mb ＋ nc)。
证明：因为 a ｜ b ，所以存在整数 k1 使得 b ＝ k1a；同理，因为a ｜ c ，所以存在整数 k2 使得 c ＝ k2a 。
那么 mb ＋ nc ＝ m(k1a) ＋ n(k2a) ＝（mk1 ＋ nk2)a 。
因为 mk1 ＋ nk2 是整数，所以 a ｜（mb ＋ nc) 。
二、最大公因数和最小公倍数两个或多个整数公有的因数称为公因数，其中最大的一个称为最大公因数，记作（a, b) 。
两个或多个整数公有的倍数称为公倍数，其中最小的一个称为最小公倍数，记作 a, b 。
求最大公因数和最小公倍数可以使用质因数分解法。
例题：求 36 和 48 的最大公因数和最小公倍数。
36 ＝ 2×2×3×3，48 ＝ 2×2×2×2×3 。
它们公有的质因数是 2×2×3 ＝ 12，所以（36, 48) ＝ 12 。
最小公倍数为 2×2×2×2×3×3 ＝ 144 ，即 36, 48 ＝ 144 。
三、同余如果两个整数 a 和 b 除以正整数 m 所得的余数相同，我们就说 a 和b 对模 m 同余，记作a ≡ b （mod m) 。
同余具有很多性质，例如：1、反身性：a ≡ a （mod m) 。
2、对称性：若a ≡ b （mod m) ，则b ≡ a （mod m) 。
数论讲义一：整除
数论讲义一：整除整除是整数的一个重要内容，这里仅介绍其中的几个方面：整数的整除性、最大公约数、最小公倍数、方幂问题。
Ⅰ.整数的整除性初等数论的基本研究对象是自然数集合及整数集合。
我们知道，整数集合中可以作加、减、乘法运算，并且这些运算满足一些规律（即加法和乘法的结合律和交换律，加法与乘法的分配律），但一般不能做除法，即，如是整除，，则不一定是整数。
由此引出初等数论中第一个基本概念：整数的整除性。
定理一：（带余除法）对于任一整数和任一整数，必有惟一的一对整数，使得，，并且整数和由上述条件惟一确定，则称为除的不完全商，称为除的余数。
若，则称整除，或被整除，或称的倍数，或称的约数（又叫因子），记为。
否则，| 。
任何的非的约数，叫做的真约数。
0是任何整数的倍数，1是任何整数的约数。
任一非零的整数是其本身的约数，也是其本身的倍数。
由整除的定义，不难得出整除的如下性质：（1）若（2）若（3）若，则反之，亦成立。
（4）若。
因此，若。
（5）、互质，若（6）为质数，若则必能整除中的某一个。
特别地，若为质数，（7）如在等式中除开某一项外，其余各项都是的倍数，则这一项也是的倍数。
（8）n个连续整数中有且只有一个是n的倍数。
（9）任何n个连续整数之积一定是n的倍数。
（10）二项式定理：；；经典例题：一、带余除法1．若是形如的数中最小的正整数，求证：；分析：利用带余除法，设2．为质数，，证明：被整除；分析：利用带余除法处理，可以设，再来表示二．若3．设和为自然数，使得被整除，证明：分析：根据恒等式4．为给定正整数，对任意，都有，证明：；分析：注意到，对任意，有三、利用牛顿二项式定理；；5．设都是正整数，，且，证明：；分析：首先由，而，讨论的奇偶性6．已知，定义，证明：；分析：当时，四、配对思想7．设为奇数，证明：；分析：由于，这些数的分子都是，分母都小于，因此想到用配对法做此题；五．反证法8．设，，而是一个不小于的正整数，证明：存在整数，使得；整除作业一1．设为有理数，为最小正整数，使得是整数，如果与是整数，证明：。
整除的性质和特征
整除的性质和特征整除问题是整数内容最基本的问题。
理解掌握整除的概念、性质及某些特殊数的整除特征，可以简单快捷地解决许多整除问题，增强孩子的数感。
一、整除的概念：如果整数a除以非0整数b，除得的商正好是整数而且余数是零，我们就说a能被b整除（或b能整除a），记作b/a，读作“b整除a”或“a能被b整除”。
a叫做b的倍数，b叫做a的约数（或因数）。
整除属于除尽的一种特殊情况。
二、整除的五条基赋性质：（1）如果a与b都能被c整除，则a+b与a-b也能被c整除；（2）如果a能被b整除，c是任意整数，则积ac也能被b整除；（3）如果a能被b整除，b能被c整除，则积a也能被c整除；（4）如果a能同时被b、c整除，且b与c互质，那么a一定能被积bc整除，反之也成立；（5）任意整数都能被1整除，即1是任意整数的约数；0能被任意非0整数整除，即0是任意非0整数的倍数。
三、一些特殊数的整除特征：根据整除的基赋性质，可以推导出某些特殊数的整除特征，为解决整除问题带来方便。
（1）如果一个数是整十数、整百数、整千数、……的因数，可以通过被除数末尾几位数字确定这个数的整除特征。
①若一个整数的个位数字是2的倍数（0、2、4、6或8）或5的倍数（0、5），则这个数能被2或5整除；②若一个整数的十位和个位数字组成的两位数是4或25的倍数，则这个数能被4或25整除；③若一个整数的百位、十位和个位数字组成的三位数是8或125的倍数，则这个数能被8或125整除。
【推理过程】：2、5都是10的因数，根据整除的基赋性质（2），可知所有整十数都能被10、2、5整除。
任意一个整数都可以看作一个整十数和它的个位数的和，如果一个数的个位数字也能被2或5整除，根据整除的基赋性质（1），则这个数能被2或5整除。
又因为4、25都是100的因数，8、125都是1000的因数，根据整除的基赋性质（2），可知任意整百数都能被4、25整除，任意整千数都能被8、125整除。
§2初等数论--整除
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5. 100个正整数之和为101101，则它们的最大公约 数的最大可能值是多少?证明你的结论。
6. 证明T 1 1 1 1 (n 1)不是整数.
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n
7. 求自然数n，使得28 211 2n是一个整数的平方。
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定理2 在上面的表达式( * )中，有 (a,b) rn , (rn1 0).
证明：令 (a,b) d , 则 d a ,d b.
a bq1 r1 b r1q2 r2
由r1 a bq1 d r1 ; 由r2 b r1q2 d r2 ;
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§1.1 整除的概念 带余数除法 一、整除的概念
定义1：设a,b是整数，b 0,如果存在整数q,使得 a bq成立，则称b整除a,或a能被b整除.记作：b a .
相关概念：因数、约数、倍数、奇数、偶数。 注：显然每个非零整数a都有约数 1，a，称这四个 数为a的平凡约数，a的另外的约数称为非平凡约数。
rn2 rn1 qn (余rn )
b r1q2 r2 , 0 r2 r1 (*)
rn2 rn1qn rn , 0 rn rn1
rn1 rn qn1 ,(rn1 0) rn1 rnqn1 rn1 , rn1 0.
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二、辗转相除法
定义：设有整数 a,b(b 0)，在a b 的带余数除法中， 每次用余数去除除数，直到余数为0停止，这种运算 方法称为辗转相除法。即有
a b q1 (余r1 )
数论中的整除与同余概念
数论中的整除与同余概念整除和同余是数论中的重要概念。
整除指的是一个数被另一个数整除，也就是能够整除有余数为零的关系。
同余则是指两个数除以同一个数所得的余数相等。
这两个概念在数论中有着广泛的应用和深入的研究。
首先，我们来讨论整除的概念。
设a和b是两个整数，如果存在一个整数c，使得b=c*a，我们就说a整除b，记作a|b。
即b能够被 a 整除而没有余数。
整除是一个基本的数学运算，我们通过它可以判断两个数的倍数关系。
例如，如果a|b且a|c，那么我们可以得到a|(b+c)和a|(b-c)。
这是因为有整数d和e，使得b=d*a，c=e*a。
那么b+c=(d+e)*a，b-c=(d-e)*a，它们都可以被a整除。
正是因为整除的这些性质，我们能够通过对整数的整除关系进行研究，揭示整数之间的规律。
整除在数论中扮演着重要的角色，例如在质数的研究中，整除是一个关键概念。
质数指的是除了1和自身外没有其他因数的数，也就是只能被1和自身整除的数。
例如，2、3、5、7等都是质数。
对于一个数n，我们可以通过判断是否有除了1和n外的其他因数来判断n是否为质数。
这个思想就是质数检验的基础。
接下来，我们来深入讨论同余的概念。
给定两个整数a和b，如果它们除以一个正整数m所得的余数相等，即(a-b)能被m整除，我们就说a与b对模m同余，记作a≡b(mod m)。
同余关系是模m下的一种等价关系，也就是说它满足以下性质：1. 自反性：对于任意的整数a，a≡a(mod m)。
2. 对称性：对于任意的整数a和b，如果a≡b(mod m)，那么b≡a(mod m)。
3. 传递性：对于任意的整数a、b和c，如果a≡b(mod m)且b≡c(mod m)，那么a≡c(mod m)。
同余关系的一个重要应用是在时钟和日历的计算中。
例如，我们常使用12小时制的时钟，它的小时数是以0到11表示的。
那么如果现在是下午8点，过了6个小时后是几点呢？我们可以通过同余的概念来解决这个问题。
初中数学竞赛讲座——数论部分2(整数的整除性)
第二讲 整数的整除性一、基础知识：1．整除的基本概念与性质所谓整除，就是一个整数被另一个整数除尽，其数学定义如下．定义： 设a ，b 是整数，b ≠0．如果有一个整数q ，使得a=bq ，那么称a 能被b 整除，或称b 整除a ，并记作b ｜a ．也称b 是a 的约数，a 是b 的倍数。
如果不存在这样的整数q ，使得a=bq ，则称a 不能被b 整除，或称b 不整除a ，记作b ｜a ．关于整数的整除，有如下一些基本性质：性质1若c b b a |,|，则c a |证明：∵c b b a |,|，∴bq c ap b ==,（q p ,是整数），∴a pq q ap c )()(==，∴c a |性质2 若a ｜b ，b ｜a ，则 |a |=|b |．性质3 若c ｜a ，c ｜b ，则c ｜(a ±b )，且对任意整数m ，n ，有c ｜(m a ±n b )．证明：∵c a b a |,|，∴aq c ap b ==,q b ,(是整数），∴)(q p a aq ap c b ±=±=±，∴|()a b c ±性质4 若b ｜a ，d ｜c ，则bd ｜ac ．特别地，对于任意的非零整数m ，有b m ｜a m性质5 若a =b ＋c ，且m ｜a ，m ｜b ，则m ｜c ．性质6 若b ｜a ，c ｜a ，则[b ，c ]｜a ．特别地，当(b ，c )=1时，bc ｜a【此处[b ，c ]为b ，c 的最小公倍数；(b ，c )为b ，c 的最大公约数】．性质7 若c ｜ab ，且(c ，a )=1，则c ｜b ．特别地，若p 是质数，且p ｜ab ，则p ｜a 或p ｜b ．性质8 n 个连续整数中，必有一个能被n 整除．【特别地：两个连续整数必有一偶数；三个连续整数必有一个被3整除，如11，12，13中有3 | 12；41，42，43，44中有4 |44；77，78，79，80，81中5 | 80．】二．证明整除的基本方法证明整除常用下列几种方法：(1)利用基本性质法；(2)分解因式法；(3)按模分类法；(4)反证法等．下面举例说明．例1若a ｜n ，b ｜n ，且存在整数x ，y ，使得ax +b y=1，证明：ab |n ．证明：由条件，可设n=au，n=b v，u，v为整数，于是n=n(ax+b y)= nax+nb y=abvx+abu y= ab(vx+u y)所以n|ab例2证明：三个连续奇数的平方和加1，能被12整除，但不能被24整除．分析要证明一个数能被12整除但不能被24整除，只需证明此数等于12乘上一个奇数即可．证明：设三个连续的奇数分别为2n-1，2n＋1，2n+3(其中n是整数)，于是(2n-1)2+(2n+1)2+(2n+3)2＋1=12(n2＋n＋1)．所以12｜[(2n-1)2＋(2n＋1)2＋(2n＋3)2]．又n2+n＋1=n(n＋1)+1，而n，n+1是相邻的两个整数，必定一奇一偶，所以n(n+1)是偶数，从而n2＋n+1是奇数，故24 |[(2n-1)2+(2n+1)2＋(2n＋3)2]．例3若整数a不被2和3整除，求证：24｜(a2-1)．分析因为a既不能被2整除，也不能被3整除，所以，按模2分类与按模3分类都是不合适的．较好的想法是按模6分类，把整数分成6k，6k＋1，6k＋2，6k＋3，6k＋4，6k＋5这六类．由于6k，6k＋2，6k ＋4是2的倍数，6k＋3是3的倍数，所以a只能具有6k＋1或6k＋5的形式，有时候为了方便起见，也常把6k＋5写成6k-1(它们除以6余数均为5)．证明因为a不被2和3整除，故a具有6k±1的形式，其中k是自然数，所以a2-1=(6k±1)2-1=36k2±12k=12k(3k±1)．由于k与3k±1为一奇一偶(若k为奇数，则3k±1为偶数，若k为偶数，则3k±1为奇数)，所以2｜k(3k±1)，于是便有24｜(a2-1)．例4若x，y为整数，且2x+3y，9x＋5y之一能被17整除，那么另一个也能被17整除．证明：设u=2x＋3y，v=9x＋5y．若17｜u，从上面两式中消去y，得3v-5u=17x．①所以17｜3v．因为(17，3)=1，所以17｜v，即17｜9x＋5y．若17｜v，同样从①式可知17｜5u．因为(17，5)=1，所以17｜u，即17｜2x＋3y．例5已知a，b是自然数，13a＋8b能被7整除，求证：9a+5b都能被7整除．分析：考虑13a＋8b的若干倍与9a+5b的若干倍的和能被7整除，证明13a＋8b+4（9a+5b）=7（7a+4b）是7的倍数，又已知13a+8b是7的倍数，所以4（9a+5b）是7的倍数，因为4与7互质，由性质7|（9a+5b）例6已知a，b是整数，a2＋b2能被3整除，求证：a和b都能被3整除．证明 用反证法．如果a ，b 不都能被3整除，那么有如下两种情况：(1) a ，b 两数中恰有一个能被3整除，不妨设3｜a ，3b ．令a =3m ，b =3n±1(m ，n 都是整数)，于是a 2+b 2=9m 2+9n 2±6n+1=3(3m 2＋3n 2±2n)+1，不是3的倍数，矛盾．(2) a ，b 两数都不能被3整除．令a =3m±1，b =3n±1，则a 2＋b 2=(3m±1)2+(3n±1)2=9m 2±6m+1+9n 2±6n ＋1=3(3m2+3n2±2m±2n)＋2，不能被3整除，矛盾．由此可知，a ，b 都是3的倍数．例7 已知a ，b 是正整数，并且a 2＋b 2能被ab 整除，求证：a =b ．先考虑a ，b 互质的情况，再考虑一般情况。
整数整除的概念
整除的概念在数论、代数和算术中都有重要的应用。它可以用于解决整数分解、最大公约 数、最小公倍数等问题。
整数整除的概念
整数整除是指一个整数能够被另一个整数整除，即除法运算结果没有余数。在数学中，我 们使用符号"|"（竖线）来表示整除关系。
具体来说，如果整数a能够被整数b整除，我们可以表示为a | b，也可以说b是a的约数， 而a是b的倍数。例如，4 | 12，表示12能够被4整除，4是12的约数，而12是4的倍数。
以下是一些整除的性质a也能够被-b整除，反之亦然。例如，6 | 18，同时-6 | 18。
整数整除的概念
2. 如果a能够被b整除，b能够被c整除，那么a也能够被c整除。例如，4 | 16，同时16 | 32，所以4 | 32。
3. 如果a能够被b整除，那么a的倍数也能够被b整除。例如，4 | 12，所以8 | 12，16 | 12 等等。
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④、非零整数的倍数是无限的。
第一章 整数的整除性
第一部分 整除的概念
3、0是任何非零整数的倍数，1是任何整数的约数。 4、当然约数与真约数
在非零整数 a的约数中， 1与 a叫做a的当然约数， 其余约数叫做 a的真约数。
第一章 整数的整除性
第一部分 整除的概念
5、整除与除尽 有理数范围内
整除 除尽
求证：m+n与m-n中有一个且仅有一个是3的倍数。
第一章 整数的整除性
第一部分 整除的概念
【解决问题】
【例5】已知2761除以某自然数，余数不为零，不完全 商为95，求除数与余数。
第一章 整数的整除性
第一部分 整除的概念
【解决问题】 【例6】有一自然数，用它去除63、91、129得到三个余
数之和为25，求这个 b是a的约数(因数)。
第一章 整数的整除性
第一部分 整除的概念
2、关于整除、约数和倍数的几点注意： ①、整除概念强调的是整数a与b的关系。也就是说a与 b之间具有或不具有整除关系，但不管商的大小； ②、约数与倍数是相互依存的； ③、非零整数的约数(因数)是有限的，0的约数(因数) 是无限的；
除尽 整除
整数范围内
整除 除尽
第一章 整数的整除性
第一部分 整除的概念
【例1】试用列举法写出下列各集合的元素。 A={18的正约数}；B={25的正约数}； 【问题】 1、一个数，它的约数的个数问题能确定吗？ 2、如何保证所有约数一个不漏的写出来？ 【结论】
若N p p ... p 其中p (i 1,2...n) 为质数，
第一章 整数的整除性
第一部分 整除的概念
【解决问题】 【例7】
若ax by 是形为ax by的数中的最小正数，
0 0
其中x、y是任意整数，a、b是两个全不为零 的整数。则 (ax by ) | (ax by)
0 0
The end
2013-10-26
《数论初步》(2)
第一章
整数的整除性
第一部分 整除的概念
第一章 整数的整除性
第一部分 整除的概念
一、 整除、约数与倍数
1、整除、约数与倍数的概念
a, b Z , 其中b 0, q Z, 使得a bq,
则说 b能整除 a。
或说a能被b整除。记作b | a
否则，记作 | a b
第一章 整数的整除性
第一部分 整除的概念
二、带余数除法
【定理1】(带余数除法) 设a与b是两个整数，b>0，则存在唯一的两个整数 q和r，使得 a = bq r，(0 r < b) 成立，而且q与r是唯一的。 (1)
第一章 整数的整除性
第一部分 整除的概念
【解决问题】
【例4】设m、n都不是3的倍数，m>n，
第一章 整数的整除性
第一部分 整除的概念
【例2】已知非负整数a小于整数b(b≠0)，且b|a， 试求a的值。 【结论】 能被比自己大的整数整除的非负整数一定是0!
第一章 整数的整除性
第一部分 整除的概念
【例3】设a、b为两个整数，ab>0且a|b、b|a，
求证：a=b
【问题】 若ab>0这个条件缺少的话，结论又如何？
1 2 n
1 2 n i
则N的所有约数个数为： ( 1)( 1)...( 1)
1 2 n
第一章 整数的整除性
第一部分 整除的概念
【利用mathematica求一个数N的所有正约数】
格式：Divisors[N] 【例1】 A={18的正约数} In:Divisors[18] Out:{1,2,3,6,9,18}