- •Лекция №15-16 Теория делимости.
- •Алгоритм Евклида
- •Простые числа
- •Решето Эратосфена.
- •Единственность разложения на простые сомножители
- •Некоторые числовые функции
- •Сумма и число делителей натурального числа
- •Вычеты и системы вычетов
- •Сравнения
- •Свойства сравнений
- •Функция Эйлера
- •Сравнения первой степени (решение задач)
- •Примеры для самостоятельного решения.
- •Конечные цепные дроби
Некоторые числовые функции
1. Функция y=[x].
Эта функция называется целой частью от x. Она определена для всех действительных чисел x и представляет собой наибольшее целое число не превосходящее x.
Пример 1.
[8]=8.

Пример 2.
[2,8]=[2].
П
ример
3.
[-4,75]=-5.
Построим график функции y=[x]. Если m – целое число, причем m≤x<m+1, то по определению [x]=m. Поэтому график функции имеет вид

Если x целое число, то целая часть равна x и точки графика лежат на прямой y=x.
,
,
и так далее
Видим, что график состоит из ряда отдельных горизонтальных отрезков лишенных правых концов.
Это обстоятельство символизируется стрелками, которые своими остриями указывают на точки не принадлежащие графику функции y=[x].
2. Функция y={x}.
Здесь {x}=x-[x]. Эта функция называется дробной частью от x. Она как и функция y=[x] определена для всех действительных x.
Пример.
{8}=8-[8]=0;
{2.8}=2.8-[2.8]=2.8-2=0.8;
{-4.75}=-4.75-[-4.75]=-4.75-(-5)=0.25.

Лемма 1.
,
где x
– действительное число, n
– натуральное число.
Доказательство.
Пусть целая часть
,
то
,
.
![]()
![]()
Отсюда
,
но
.
Значит
.
Лемма 2.
[2λ]-2[λ]≤1, λ – действительное число.
Доказательство.
λ=[λ]+{λ} |∙2;
2λ-2[λ]=2{λ}. Так как [2λ] ≤2λ, то
[2λ]-2[λ] ≤2{λ}<2;
[2λ]-2[λ] < 2. Отсюда [2λ]-2[λ]≤1. Что и требовалось доказать.
Обозначения.
Пусть мы имеем n!
и пусть
,
,
но
не делитn!,
то говорят, что p
входит в степени r
в n!.
Теорема.
,
где l
– наибольшее такое, что
.
Доказательство.
1) n!=1∙2∙3…p…2∙p…3∙p…kp…n.
Выпишем произведение чисел кратных p,
p∙2p∙3p∙…∙kp
=
.
а все остальные числа не содержат p.
kp≤n,
k≤
,
k
– наибольшее целое не превосходящее
.
Значит
.
2) Повторим
рассуждения с k!
Тогда выделится
,
но

и так далее продолжим
наши рассуждения до
.
Далее будут 0, так как
.
Итак,
.
Пример.
Доказать, что ![]()
Решение.
n=50, p=3.
Найдем показатель r, с которым простое p=3 входит в 50!. По формуле имеем
,
то есть
.
Функция Эйлера
Функция Эйлера
определяется для всех целых положительныхa
и представляет собой число чисел
0, 1, …, a-1 (1)
взаимно простых с a.
Примеры:
,
,
,
,
,
.
Определение.
Функция
называетсямультипликативной,
если выполнены следующие условия:
1. Функция
определена для всех целых положительныхa
и не обращается в нуль хотя бы при одном
таком a;
2. Для любых
положительных взаимно простых
и
имеем
.
Теорема.
Функция Эйлера
является мультипликативной. То есть
при
,
,
где
.
Сумма и число делителей натурального числа
Пусть
каноническое (простейшее) разложение
числа a.
Сумма натуральных делителей S(a)
числа a
находится по формуле
.
Число делителей τ(а) числа a находится по формуле
.
Функция Мёбиуса.
Функция Мёбиуса
определяется для всех положительных
целых a.
Она задается равенством:
,
еслиa
делится на квадрат числа отличный от
единицы;
,
еслиa
не делится на квадрат числа отличный
от 1, при этом k
обозначает число простых делителей
числа a.
В частности, при a=1
считаем, что k=0,
поэтому принимаем
.
Примеры:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
Задание на дом.
Найти показатель с которым 5 входит в каноническое разложение 5258!.
Найти τ(5600) и S(5600).
Составить таблицу значений
для всехa
= 1,…,100.Найти
и
.Решить уравнение
.Решить уравнение
.Решить уравнение
.
