4 质数 算术基本定理

发布时间:2023-11-26 13:40:48

§4质数算术基本定理一、教学目标:
通过本节内容的学习,达到以下教学目标与要求:一级目标:掌握算术基本定理;
二级目标:掌握质数和合数的概念。
二、教学内容和重、难点:
1.质数和合数2.算术基本定理3.标准分解式
重点:算术基本定理
难点:算术基本定理的证明
三、教学方法和教具使用:
讲授法。
四、教学过程:
定义如果一个大于1的整数的正因数只有1和它本身,那么就把这个整数叫做质数.则就叫合数.
定理1a是任何一个大于1的整数,则a的除1以外的最小正因数q是质数,且当a是合数时,
假设q不是质数,由质数的定义得,q1和它本身外还有一个正因数q1,因而
1q1q.q|a,故q1|a,这与qa的最小正因数矛盾.q是质数.
a是合数时,aa1q,1qa1,故aa1qq2,qa.定理2p是一质数,a为任一整数,则p|ap,a1.
p,a|pp为质数,故p,a1p,ap.而当p,a1时,p|a.
p,a1p|a.
推论2.1a1,a2,
,ann个整数,p是质数.p|a1a2an,则p整除某个ak.

p/|ai,i1,2,
,n,则p,ai1,i1,2,于是p,a1a2,n.an1,这与
p|a1a2

an矛盾.
定理3(算术基本定理)任意大于1的整数都能表示成质数的乘积,即对任一整数a1
ap1p2
其中p1,p2,
pn,p1p2pn1
,pn是质数,并且若
qm2
,n.
aq1q2
其中q1,q2,
qm,q1q2
,qm是质数,则mn,qipi,i1,2,
首先用数学归纳法证明(1)式成立.a2时,显然(1)式成立.假设对于一切小于a的正整数(1)式成立.下面根据此归纳假推出(1)式对正整数a也成立.a为质数时,显然(1)式成立.a为合数时,存在两个正整数b,c满足条件
由归纳假设,bc都分别能表示为质数的乘积,故a能表示成质数的乘积,即(1)式成.
其次,证明表示的唯一性.若对a同时有(12)两式成立,则
p1p2pnq1q2qm3
3pk,qj使p1|qj,q1|pk.qj,pk
p1qj,q1pk.pkp1,qjq1,故同时有q1p1p1q1,因而q1p1.由(3)式得p2
pnq2
qn.同理可得q2p2,q3p3,
,依此类推下去,最后得mn,qnpn.
推论3.1任意一个大于1的整数a都能唯一地表为
ap11p22pkk,i0,i1,2,
,k4
其中pipjij是质数.
4)叫做a的标准分解式.
推论3.2a是一个大于1的整数,且a的正因数d可以表示为
dp11p22pkk,ii0,i1,2,
,k.5
且当正整数d可以由上式表示时,da的正因数.
da的一个正因数,则当d1时,d可以表示为dp10p20d|a,d的质因数必为a的质因数.aap11p2

2
pk0.d1时,
,k,
pkk,ai0,i1,2,

4 质数 算术基本定理

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