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王进明初等数论习题详细解答2013.5第九版(可打印版)

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以51为例,51|?26691?51|? (2669-1×5);又51|?2664 ?51|? (266-4×5);

显然51|?246 。51|1361241?51|(136124-1×5),又51|136119?51|(13611-9×5),又51|13566?51|(1356-6×5),又51|1326?51|(132-6×5),而51|102。

9. 写出所有的小于20的三个自然数,使它们的最大公约数是1.但两两均不互质.

解:设所求的三个自然数为a,b ,c. 由于两两都不互质.所以a,b,c 都是合数.由于a,b,c 都小于20,而最小三个质数的乘积 2×3 ×5 = 30 已大于20,因此a,b,c 这三合数中的每一个只能有两个不同质因数, 而相互之间又不能完全相同.

这样, a=2×3=6, b=3×5=15, c=2×5=10.是满足题意的一组解.

由于题目未限定每个数的质因数不能重复,这样 a=2×2×3=12 或2×3×3=18,而 b,c 仍分别为15, 10 (因为再大就超过20了). 由此所得的两组数:12,15,10 与18,15,10 也是满足题意的解.

10. 有 15 位同学,每位同学都有编号,他们是 1 号到 15 号 .1 号同学写了一个自然数,2号说“这个数能被 2整除”,3号说“这个数能被 3整除”……依此下去,每位同学都说这个数能被他的编号整除 .1 号做了一一验证,只有编号连续的两位同学说的不对,其余同学都对 .问:(1)说得不对的两位同学的编号是什么数?(2)如果 1号写的数是 5位数,这个 5位数是多少? 解:(1)这两个连续的编号的倍数应该大于15, 否则编号是它们的倍数的同学说的也不对; 而且是这两个连续的编号的质因数的次数应该高于比它小的数,否则编号是它们的质因数的同学中至少也有一个说的也不对。因此它们是8,9.

(2)60060;因为1号写的数是2到15除8,9之外的整数的公倍数,也就是3,4,5,7,11,13的公倍数,找公倍数先找最小公倍数,3,4,5,7,11,13两两互质,它们的最小公倍数60060就是5位数。60060的2倍就是6位数,故答案唯一。

11. 用某一个数去除701, 1 059, 1 417, 2 312这四个数,所得余数都相同,满足要求的所有除数中最大的那个数是多少? 解:701, 1 059, 1 417, 2 312两两相减,差的最大公约数就是所求的所有除数中最大的那个数。 1 059-701=358, 1417-1 059=358,2312-1417=895,

(895, 358)=(179 , 358)= 179. 故所求为179,且可知所得的相同余数是164. 12. 请填出下面购物表格中□内的数字: 品名 课桌 课椅 数量 72 77 单价(元) □.□□ □.□□ 总价(元) □□7.7□ 3□□.□□ □□3□.55 合计金额(元) 解:72=8×9,8,9互质,故总价必为8,9的倍数,可推得为 707.76元,因而知课桌的单价为9.83元;课椅的总价为 3□□.79元,由77=7×11推得另两个数字,即课椅总价为 328.79元,再得课椅单价为 4.27 元;合计金额为 1036.55元 . 13.(略)

14. 某位同学没有注意写在两个七位数之间的乘号,将其误认为是一个14位数,有趣的是此14位数正好是原来两个七位数乘积的三倍,试求出这三个数。

解:设两个七位数分别是a,b,则由题设14位数a×107+b=3ab,即b=3ab-a×107= a (3b-107),令k=3b-107,b=ka(k<10), 得a×107+ ka=3ka2,即107+ k=3ka (*),

107 =(3a-1)k, k | 107,107只有2m×5n(m,n至少一个为正整数)形式的约数, 即k=2,4,5,8. 又由(*),107+ k为3 的倍数,可排除4, 而若k=5, 8, 则107+ k=3ka≥15a, 107+ k 大于1.5×107,这是不可能的。因此只有k=2,即107+ 2=6a,∴ a=1666667,b=3333334. 或解:由a×107+b=3ab,得a?b7

,a与b同为七位整数,∴3b-10只能是一位整73b-10b已经是六位数了,故只有b=3333334。

3b-107数,且3b是3的倍数且大于107,故3b为107+2或107+5或107+8等,于是b=3333334或3333335等,但b≥3333335时,b-107≥5,此时a?以上两种方法基本相同,只不过前者考虑b为主,后者考虑a为主。 附)广西师范大学 赵继源主编的《初等数论》习题1—3中的部分题目(与以上相同的不列) 2.求证:[an,bn]= [a,b]n(a,b,n∈Z+).

7. 狐狸和黄鼠狼进行跳跃比赛,狐狸每次跳 4 12 米,黄鼠狼每次跳 2 34米,它们每秒钟都只跳一次,比赛途中,从起点开始,每隔 12 38米设有一个陷阱,当它们之中有一个掉进陷阱时,另一个跳了多少米?

8. 大雪后的一天,大亮和爸爸共同步测一个圆形花圃的周长,他俩的起点和走的方向完全相同,大亮每步长 54厘米,爸爸每步长 72厘米 .由于两人脚印有重合,所以雪地上只留下 60 个脚印,求花圃的周长 . 9. 设 a,b是自然数,a + b=33,[a,b]=90,求(a,b).

10. 一公路由 A 经 B 到 C,已知 A、B 相距 280 米,B、C 相距 315米,现在路边植树,要求相邻两树间的距离相等,并要求在 B 点、AB、BC 的中点上都要植上一棵树,那么两树间的距离最多有多少米?

11. 一袋糖不足 60 块,如果把它平均分给几个孩子,则每人恰好分得 6块;如果只分给这几个孩子中的男孩,则每个男孩恰好分得 10块 .这几个孩子中有几个女孩?

12. 爷爷对小明说:“我现在的年龄是你的 7 倍,过几年是你的 6倍,再过若干年就分别是你的 5 倍、4 倍、3 倍、2 倍 .”你知道爷爷和小明现在的年龄吗?

习题 1-3解答 2. 证: 由定理1.14?an??anbnbnnn??a,b?,?a,b????,?a,b???n?nn??a,b?n??a,ba,ba,b?????????nn?n ??a,b?,

????a?n?b?n?ab??而由定理1.13, ,从而由定理1.21推论3,?=1。 ,??a,b?,?a,b???1???a,b????a,b????????????∴(an,bn)=(a,b)n,再由定理1.19,[a,b](a,b)= a b,等式两边同时n次方,得

[a,b]n(a,b)n = a n b n, 同样由定理1.19, [an,bn](an,bn)= an bn, ∴ [a,b]n(a,b)n =[an,bn](an,bn); ∴ [a,b]n =[an,bn]。 7. ?4500,12375??49500,?2750,12375??24750,24750较小,24750?2750?9. 黄鼠狼在第9跳掉进陷阱,此时狐狸跳了4.5×9 = 40.5米 . 8. [54,72]=216,每216厘米有脚印

216216??1?6个,故花圃的周长2160厘米 . 54729. 此题应该先讨论a + b,[a,b]与(a,b)的关系。

令(a,b)?d,a?dt1,b?dt2,?t1,t2??1,?x,y使xt1?yt2?1,x(t1?t2)?(y?x)t2?1, ?(t1?t2,t2)?1.同理(t1?t2,t1)?1.?(t1?t2,t1t2)?(t1?t2,t1)?1(定理1.21),

?(dt1?dt2,dt1t2)?d(定理1.14).即,?a,b??(a?b,?a,b?). ( 33, 90 ) = 3, 所以 ( a, b ) = 3.

10. 因为AB、BC 的中点上都要植上一棵树,315÷2=157.5因此应考虑1400和1575的最大公约数175。最后答案:两树间的距离最多有17.5米 . 11. 2个 .

12. 设小明 x岁,则爷爷 7x岁,7x +h =6(x+h) , x=5h; 7x +k =5(x+k) , x=2k; 7x +i =4(x+i) , x=i; 7x +j =2(x+j) , 5x=j; 知小明年龄是2, 5的倍数。因此小明 10岁,爷爷 70岁.

习题 1-4

1.把下列各数分解质因数:2001,26840,111111,999 999 999 999 解: 2001= 3×23× 29, 26840= 5×11×23×61, 111 111= 3× 7×11×13× 37. 999 999 999 999=111 111×9 000 009=33× 7×11×13× 37×1 000 001,而 1 000 001=101×9901,∴999 999 999 999=33× 7×11×13× 37×101×9901。 2.用分解质因数法求:(1)(4712,4978,5890,6327);(2)[4712,4978,5890]. 解:4712=4×1178=23×589=23×19×31, 4978=2×2489=2×19×131 5890=10×589=2×5×31, 6327=9×703=32×19×37 ∴ (1)19, (2)3086360×9×37=1027757880.

3. 将 85,87,102,111,124,148,154,230,341,354,413,667分成两组(每组 6个数),怎么分才能使每组各数的乘积相等?

解:—组为:85,111,124,154,354,667;另一组为:87.102,148,230,341,413. 4.某校师生为贫困捐款1995元,这个学校共有教职工35人,14个教学班,各班学生人数相同,并且多于30人但又不超过45人,如果师生平均每人捐款的钱数都是整数元,那么平均每人捐款多少元? 解:1995=3×665=5×399=7×285=5×7×57=3×5×7×19, 每人捐款的钱数只能是1、3、5、15、19、21或57。57不可能,否则教师捐款就够了; 19,15和1元也不行,与学生数显然不符; 平均每人捐款5元的话,每班人数为(399-35)=364÷14=26, 仍少于30; 所以平均每人捐款3元。此时每班人数为(665-35)=630÷14=45符合假定人数范围。

5. 甲、乙两人各射五箭,每射一箭得到环数或者是“0”(脱靶),或者是不超过10的自然数。两人五箭所得环数的乘积都是1764,但甲的总环数比乙的少4环求甲、乙两人的总环数各是多少?

解:1764=4×441=4×212=22×32×72, 由441-1=440=2×220,220=11×10×2 6.证明:(1) (a,[b,c]) = [(a,b),(a,c)]

2?a,b,c?[a,b,c](2).此题1-3已证明,在此要求用分解质因数方法证明。 ?[a,b][b,c][c,a](a,b)(b,c)(c,a)2r

(采用教材p成分的说法,可使证明叙述起来简捷一些:设p为质数,a,r∈N+,如果p | a, 且 p

r+1r

| a,这时称 p为 a 的 p 成分,用 p(a) 表示a的p成分的幂指数,即p(a) =r. )

证明:设p(a) =l,p(b) = m,p(c) =n,且不妨设l≥m≥n。

(1)p (a,[b,c]) =min{ p(a),max{ p(b), p(c)} }= min{l, m}=m,

p [(a,b),(a,c)]= max{ min{ p(a), p(b) }, min{ p(a), p(c)}}= max{m,n}= mr.

由于p是任意质数,所以(a,[b,c]) = [(a,b),(a,c)]。

(2)∵p([a,b][b,c][c,a])?p[a,b]?p[b,c]?p[c,a]?l?m?l?2l?m

??[a,b,c]2p[a,b,c]?2p[a,b,c]?2l,∴p????m。

?[a,b][b,c][c,a]?2∵p((a,b)(b,c)(c,a))?p?a,b??p(b,c)?p(c,a)?m?n?n?2n?m

2??a,b,c??2p[a,b,c]?2p[a,b,c]?2n ∴p????m。

?(a,b)(b,c)(c,a)???由于p是任意质数,所以题设等式成立。

7. 自然数555 555的约数中,最大的三位数是多少? 解:555 555=5×111 111= 3×5×7×11×13× 37. 约数最小的三个相乘已经是三位数,那么在

C63?6?5?4?20种取法中, 3×5×37=555显然太小,故3,5只能取一个:5×11×13

3?2=55×13=715,再调大如7×11×13=1001就超出了;3×7×37=777,调大如3×11× 37=1 111,已经超出,故777即为所求。

8.若 2836,4582,5164,6522 四个数被同一个自然数相除,所得余数相同,求除数和余数各是多少?

解:4582-2836=1746=2×873=2×9×97, 5164-4582=582=2×291=2×3×97, 6522-5164=1358=2×679=2×7×97, (1746,582,1358)=2×97 所以,除数为97时,余数为23;除数为194时,余数为120. 9. (1) 所有正约数之和=15的最小自然数是多少? (2) 所有正约数之积=64的最小自然数是多少?

(3) 有没有这样的自然数,其所有正的真约数之积等于它本身?

解 (1) 15=1×15=3×5,若15=1×15,a有唯一质因数,即a=p, 由公式??a?=15?p?p???1??k?1?p?1,?p(p??1??p?1)?14,p只能是2.

令自然数a=2k,此时??a??22?1?15,得k=3,即a=8;

pi?i?1?1若??a??15=3×5,即??3×5

p?1i?1i3?pi?i?pi?i?1??pi?1?pi(p?i?1??pi?1)?2,pi,?i无解。

故??a??15=3×5为不可能。因此所求最小自然数就是8. (2)a??a??64?26,a??a??212或a??a??46,a??a??84a??a??642。

??a? ?(2)=2≠12, ?(4)=3≠6, ?(64)=7≠2, ?(8)=4, 因此所求最小自然数就是8. (3) 自然数a的所有正约数之积=a,由题设有a??a??a2,即??a??4=22,

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