【证明存在m,使得1988|(m*3^n-1),其中n=10-查字典问答网
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  【证明存在m,使得1988|(m*3^n-1),其中n=100一楼的方法很不错,但这是数学分析函数一节的题,能不能不用高等代数中常用的方法。】

  证明存在m,使得1988|(m*3^n-1),其中n=100

  一楼的方法很不错,但这是数学分析函数一节的题,能不能不用高等代数中常用的方法。

1回答
2020-02-08 20:21
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孙棣华

  证明一:1988=4*7*71

  (1988,3^100)=1,存在整数a、b使得1988a+(3^100)b=1,取m=b,

  1988|(m*3^100-1)

  其实有无穷多个m使得1988|(m*3^n-1),其中n=100.而绝对值最小的一个是

  m=-467,以下给出证明:

  欧拉函数:φ(n)=k,k为n前面与n互质的数的个数.

  欧拉定理:当(m,n)=1时,m^φ(n)≡1(modn)

  证明二:1988=4*7*71

  只需证明存在无穷多个m,使m*100^3-1同时被4,7,71整除.

  m*3^100-1≡m(4-1)^100-1≡m-1(mod4),①

  由欧拉定理3^6≡1(mod7)

  m*3^100-1≡m*(3^6)^16*3^4≡4m-1(mod7),②

  由欧拉定理3^70≡1(mod71)

  m*3^100-1≡m*3^30-1≡m*3^(4*7)*9-1≡m*10^7*9-1

  ≡m*19*36≡45m-1(mod71),③

  在①中令m=4k+1代入②

  k≡2(mod7),④

  m=4k+1代入③

  4*45k≡-44(mod71)

  45k≡-11(mod71)

  45k≡60(mod71)

  3k≡4(mod71),⑤

  72=71+1=4*18

  4=4*4*18-4*71代入⑤:

  k≡25(mod71)⑥

  结合④⑥

  k≡2(mod7),④

  k≡25(mod71),⑥

  由中国剩余定理:

  M1=71,M2=7

  M(-1,1)=1,M(-1,2)=-10,M(-x,y)表示M的上标为-x,下标为y.

  k=71*1*2+7*(-10)*25+t1*7*71,(t1为整数)

  k=-117+497t,(t也为整数)

  m=-467+1988t,(t为整数)

  当然有

  m-1≡0(mod4)

  4m-1≡0(mod7)

  45m-1≡0(mod71)

  即:m=-467+1988t,(t为整数)为所求.

2020-02-08 20:24:32

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