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1、第一讲奇数与偶数整数按能否被2整除可分为两类,一类余数为0,称为偶数,一类余数为1,称为奇数.偶数可以表示为2n,奇数可以表示为21n-或21n+.一般地,整数被正整数m去除,按照余数可以分为m类,称为模m的剩余类Ci=º{xxim(mod)},从每类中各取出一个元素aCiiÎ,可得模m的完全剩余系(剩余类派出的一个代表团),0,1,2,L,1m-称为模m的非负最小完全剩余系.通过数字奇偶性质的分析而获得解题重大进展的技巧,常称作奇偶分析,这种技巧与分类、染色、数字化都有联系,在数学竞赛中有广泛的应用.关于奇数和偶数,有下面的简单性质:(1)奇
2、数¹偶数.(2)偶数的个位上是0、2、4、6、8;奇数的个位上是1、3、5、7、9.(3)奇数与偶数是相间排列的;两个连续整数中必是一个奇数一个偶数;.(4)奇数个奇数的和是奇数;偶数个奇数的和是偶数;偶数跟奇数的和是奇数;任意多个偶数的和是偶数.(5)除2外所有的正偶数均为合数;(6)相邻偶数的最大公约数为2,最小公倍数为它们乘积的一半.(7)偶数乘以任何整数的积为偶数.(8)两数和与两数差有相同的奇偶性,a+bº-ab(mod2).(9)乘积为奇数的充分必要条件是各个因数为奇数.n(10)n个偶数的积是2的倍数.kk(11)(-=11)的充
3、分必要条件是k为偶数,(-11)=-的充分必要条件是k为奇数.222(12)(2n)º0(mod4)(,2nn-1)º1(mod4)(,2-º1)1(mod8).m(13)任何整数都可以表示为nk=-2(21).……1例1(1906,匈牙利)假设a,aa,,L是1,2,,Ln的某种排列.证明:12n如果n是奇数,则乘积(a-12)(a--)L(an)是偶数.12n解法1(反证法)假设(a-12)(a--)L(an)为奇数,则ai-均为奇数,奇数个12ni奇数的和还是奇数奇数=(a-12)+(a-)+L+-(an)12n=(a12+a+LL+an
4、n)-(1+20++=),这与“奇数¹偶数”矛盾.所以(a-12)(a--)L(an)是偶数.12n评析这个解法说明(a-12)(a--)L(an)不为偶数是不行的,但没有指出为偶数12n的真正原因.体现了整体处理的优点,但掩盖了“乘积”为偶数的实质.解法2(反证法)假设(a-12)(a--)L(an)为奇数,则ai-均为奇数,a与12niii的奇偶性相反,{1,2,,Ln}中奇数与偶数一样多,n为偶数.但已知条件n为奇数,矛盾.所以(a-12)(a--)L(an)是偶数.12n评析这个解法揭示了(a-12)(a--)L(an)为偶数的原因是“
5、n为奇数”.那么12n为什么“n为奇数”时“乘积”就为偶数呢?解法31,2,LL,n,a,aa,,中有n+1个奇数,放到n个括号,必有两个奇数在同一12n个括号,这两个奇数的差为偶数,得(a-12)(a--)L(an)为偶数.12n评析这个解法揭示了(a-12)(a--)L(an)为偶数的原因是“当n为奇数时,12n1,2,,Ln中奇数与偶数个数不等,奇数多,某个括号必是两个奇数的差,为偶数”.练习1-1(1986,英国)设a,aa,,L是整数,b,bb,,L是它们的一个排列,证明127127(ab1-1)(a2--b2)L(ab77)是偶数.
6、练习1-2p的前24位数字为p=3.14159265358979323846264,记a,aa,,L为1224该24个数字的任一排列,求证(a-a)(a--a)L(aa)必为偶数.123423242例2能否从1,2,L,15中选出10个数填入图的圆圈中,使得每两个有线相连的圈中的数相减(大数减小数),所得的14个差恰好为1,2,L,14?解考虑14个差的和S,一方面S=1+2+L+=14105为奇数.另一方面,每两个数ab,的差与其和有相同的奇偶性a-bº+ab(mod2),因此,/14个差的和S的奇偶性与14个相应数之和的和S的奇偶性相同,由
7、于图中的每一个数a与//2个或4个圈中的数相加,对S的贡献为2a或4a,从而S为偶数,这与S为奇数矛盾,所以不能按要求给图中的圆圈填数.评析:用了计算两次的技巧.对同一数学对象,当用两种不同的方式将整体分为部分时,则按两种不同方式所求得的总和应是相等的,这叫计算两次原理成富比尼原理.计算两次可以建立左右两边关系不太明显的恒等式.在反证法中,计算两次又可用来构成矛盾.例3有一大筐苹果和梨分成若干堆,如果你一定可以找到这样的两堆,其苹果数之和与梨数之和都是偶数,问最少要把这些苹果和梨分成几堆?解(1)4堆是不能保证的.如4堆的奇偶性为:(反例)(奇
8、奇),(偶偶),(奇偶),(偶奇).(2)5堆是可以保证.因为苹果和梨数的奇偶性有且只有上述4种可能,当把这些苹果和梨分成5堆时,必有2堆属于同一奇偶