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发布时间:2023-11-16 20:58:45

大于1的整数n总有两个不同的正约数:1n.n仅有两个正约数(称n有正因子),则称n为质数(或素数).n有真因子,即n可以表示为ab的形式(这里a,b为大于1的整数),则称n为合数.
正整数被分为三类:数1,素数类,合数类关于素数的一些重要理论1.大于1的整数必有素约数.
2.p为素数,n为任意一个整数,则或者p整除n,或者pn互素.事实上,pn的最大公约数p,n必整除p,故由素数的定义推知,或者
p,n1,或者p,np,即或者pn互素,或者p|n.3.p为素数,a,b为整数.p|ab,则a,b中至少有一个数被p整除.事实上,若p不整除ab,由性质2知,pab均互素,从而pab素。这与已知的p|ab矛盾.
特别地:若素数p整除ann1,则p|a
4.定理1素数有无限多个公元前欧几里得给出证明证明:(反证法)假设只有k个素数,设它们是P2丄,Pk。记
Npip2LPw1。(N不一定是素数)
由第一节定理2可知,p有素因数p,我们要说明ppi1ik从而得出矛盾事实上,若有某个i,1ik使得ppi,则由
p|Np1p2Lpw1推出p|1,这是不可能的。因此在p1p2,Lpk之外又有一个素数p,这与假设是矛盾的。所以素数不可能是有限个。
5.引理1任何大于1的正整数n可以写成素数之积,即
p1p2Lpm(1

其中Pi1im是素数
证明n=2时,结论显然成立。
假设对于2nk,式(1成立,我们来证明式(1对于n=k1也成立,从而归纳法推出式(1对任何大于1的整数n成立。
如果k1是素数,式(1显然成立。
如果k1是合数,则存在素数p与整数d,使得kpd。由于2dk,由归纳假定知存在素数q1,q2,Lql,使得dq1,q2,Lql,从而k1pq1,q2,Lql证毕。
6.定理2(算术基本定理
任何大于1的整数n可以唯一地表示成
np1p2Lpk
1
2
k
(2Pk,ai,a2,ak是正整数。
其中pi,P2,L,Pk是素数,PiP2L12k我们称nPiP2LPkai,a2,L,akn的标准分解式,其中Pi,1ik是素数,PiP2LPk,正整数
.证明:由引理i,任何大于i的整数n可以表示成式⑵的形式,因此,证明表示(2的唯一性。
假设Pi,iikqj,ijl都是素数,



PiP2LPkqiq2Lql

(3
并且
nPiP2LPk
qiq2Lql
(4
l,使得Pi|qi,所以Pi=qi;又有
则由第三节定理4推论i,必有某个qj,ij
某个p/ik,使得qi|Pi,所以qi=Pi。于是,由式⑶可知piq,从而由式(4得到
P2LPk=q2Lql重复上述这一过程,得到

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