Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
делимость.pdf
Скачиваний:
271
Добавлен:
12.02.2015
Размер:
262.89 Кб
Скачать

Генрих Г.Н.

ФМШ №146 г. Пермь

Сравнения.

В старших классах школы при подготовке к ЕГЭ часто оказывается полезной тема «Сравнения». Рассмотрим немного теории и задач по данной теме.

Пусть m – произвольное натуральное число, большее 1. Каждое целое число при делении на m дает некоторый остаток, причем разных остатков будет ровно m (от 0 до m–1). Если целые числа а и b при делении на натуральное число m, дают равные остатки, то говорят, что они сравнимы по модулю m и пишут a º b(mod m) .

Свойства сравнения следуют из свойств делимости чисел.

1)

Если a º b(mod m) и b º

c(mod m) , то a º c(mod m) .

2)

Если a º b(mod m) и c º

d(mod m) , то

 

a ± c º b ± d(mod m) ,

a × c º b × d(mod m) , ak º bk (mod m) , где k€N.

3)

Если a + b º c(mod m) ), то a º c - b(mod m)

4)

Если ak º bk (mod m) , а числа m и k взаимно просты, то a º b(mod m)

5)

Если a º b(mod m) и d делитель m, то a º b(mod d) .

Малая теорема Ферма

Рассмотрим малую теорему Ферма и следующие примеры.

Теорема (малая теорема Ферма). Если р – простое число и число a не делится на р, то ар-1–1 делится на р (или a p− 1 º 1(mod p) ).

Доказательство: Так как а и р взаимно просты, то остатки от деления на р чисел а , 2а, 3а …, (р–1)×а – это с точностью до перестановки числа 1,2, р, р–1, т.е. а ∙ 2а∙ 3а∙ … ∙ (р–1)×а ≡ 1∙2∙3∙…∙(р–1)(mod p).

Отсюда ар-1∙ (р–1)! ≡ (р–1)! (mod p). Сократив обе части сравнения на (р–1)!, получим ар-1 ≡ 1 (mod p) или ар ≡ а (mod p), ч.т.д.

 

 

 

 

 

Задачи:

1.

Найти остаток от деления числа а на число m, если:

1)

a =

2636 , m=7,

2) a = 20072009 , m=13,

3) a = 2425 × 3611 × 4915 , m=11.

4)

a =3027147 , m=13,

5) a =222555 , m=7,

6) a = 9110 + 4210 - 8510 , m=10.

2.

Доказать, что число а делится на число m, если:

1)

a =

9619

+ 3213 - 8 × 7316 , m=10.

 

2)

a =

(1715

+ 1517 )1517 , m=32. ×

 

3.

На какую цифру оканчивается число:

 

2011г.

Генрих Г.Н.

ФМШ №146 г. Пермь

1) 2100, 2) 3377+7733,

3) 999999 .

4.Найти 2 последние цифры в записи числа 22000.

5.Доказать, что если целое число а не делится на 5, то число а4–1 делится на 5.

6.Доказать, что целое число а не может быть квадратом натурального числа, если число а–3 7 .

7.Найти остаток от деления на 11 числа а=(987654321)4.

8.На сколько нулей заканчивается число 9999+1?

9.Доказать, что 4323+2343 кратно 66.

10.Доказать, что 9110+4210 – 8510 кратно 10.

11.Найти остаток от деления на 7 числа 222555.

Решение:

1. 1). Т.к. 26 –2(mod 7), то 2636 (–2)36(mod 7). (–2)4=16 2(mod 7),

(–2)8 =(–2)4×(–2)4 2×2(mod 7)=4 (mod 7), (–2)16 4×4=16 2(mod 7),

(–2)32 2×2(mod 7)=4 (mod 7),

(–2)36=(–2)4×(–2)32 2(mod 7)× 4 (mod 7) 8(mod 7) 1(mod 7). Ответ: 1.

2. 1). Достаточно доказать, что данная сумма оканчивается на 0.

9619

6(mod 10),

3213

213( mod10) 2(mod 10),

7316

316(mod10) 1(mod10),

8×7316 8×1(mod10)=8(mod10),

Т.о., получаем, что a = 9619 + 3213 - 8 × 7316 6+2–8=0(mod 10), значит, число оканчивается 0, т.е. делится на 10.

3. 1). Рассмотрим остатки от деления степеней 2 на 10.

21 2(mod 10), 22 4(mod 10), 23 8(mod 10), 24 6(mod 10), 25 2(mod 10),…Видно, что остатки повторяются с периодом 4. Значит, 24k+l 2l(mod 10), где l=1,2,3,4. Отсюда следует, что 2100 24(mod 10) 6(mod 10).

Ответ: 6.

2). Рассмотрим остатки от деления степеней 3 и 7 на 10. 31 3(mod 10),

32 9(mod 10),

33 7(mod 10),

34 1(mod 10),

35 3(mod 10), …

2011г.

Генрих Г.Н.

ФМШ №146 г. Пермь

Видно, что остатки повторяются с периодом 4. Значит,

34k+l 3l(mod

10),

где

l=1,2,3,4. Отсюда следует, что 377 31(mod 10) 3(mod 10).

 

 

 

71 7(mod 10),

 

 

 

72

9(mod 10),

 

 

 

73 3(mod 10),

 

 

 

74

1(mod 10),

 

 

 

75

7(mod 10),…

 

 

 

Видно, что остатки повторяются с периодом 4. Значит,

74k+l 7l(mod

10),

где

l=1,2,3,4. Отсюда следует, что 733 71(mod 10) 7(mod 10).

 

 

 

Т.о., 3377+7733 оканчивается 0.

 

 

 

3). Рассмотрим остатки от деления степеней 9 на 10.

 

 

 

91 9(mod 10),

 

 

 

92 1(mod 10),

 

 

 

93

9(mod 10),

 

 

 

94 1(mod 10),

Видно, что остатки повторяются с периодом 2. Значит, 92k+l 9l(mod 10), где l=1,2. Отсюда

999999 9999 999 9(mod 10), т.е. 999999 оканчивается на 9. 4. Рассмотрим остатки от деления степеней 2 на 100. 21 2(mod 100),

22 4(mod 100),

23 8(mod 100),

24 16(mod 100),

25 32(mod 100),

26 64(mod 100),

27 28(mod 100),

29 12(mod 100),

210 24(mod 100),

211 48(mod 100),

212 96(mod 100),

213 92(mod 100),

214 84(mod 100),

215 68(mod 100),

216 36(mod 100),

217 72(mod 100),

218 44(mod 100),

219 88(mod 100),

220 76(mod 100),

2011г.

Генрих Г.Н.

ФМШ №146 г. Пермь

22000 (220)100(mod 100) 76100(mod 100)

76 (mod 100),

Отсюда следует, что 22000 76(mod 100).

 

Ответ: 76.

 

5.Пусть r – остаток от деления а на 5, тогда а=5k+r,где kÎZ, R – одно из чисел 1,2,3,4, т.к. а не делится на 5. По свойству сравнений, если а r(mod 5),то a4 r4(mod5). Учитывая, что 14 24 34 44 1(mod 5), т.е. r4 1(mod 5) при r=1,2,3,4, получим, а4 1(mod 5), т.е. а4–1 делится на 5, что и требовалось доказать.

6.Если а–3 7 , то а 3(mod 7).

Пусть а=n2, тогда n2 3(mod 7).

Построим таблицу остатков при делении на 7 целого числа n и его квадрата:

n

0

1

2

3

4

5

6

n2

0

1

4

2

2

4

1

Из таблицы видно, что остатка 3 у числа n2

не получается, что и требовалось

доказать.

7.Пусть b – основание данной степени, тогда а=b4. Сумма 1–2+3–4+5–6+7–8+9, составленная из цифр числа b (с чередующимися знаками), равна 5. Поэтому b 5(mod 11), откуда следует, что а=b4 54(mod 11)( 52)2 9(mod 11). Следовательно, искомый остаток равен 9.

8.9999=9499×2+1 9(mod 2), т.е. число 9999 оканчивается на 9. Тогда число 9999+1 оканчивается на 0.

9.1). 43 –23(mod 66), 4323( (–23)23(mod 66).

(–23)2=529 1(mod 66),

(–23)23=(–23)22+1 =(–23)22×(–23) (–23)(mod 66) 43(mod 66), т.е. остаток от деления 4323 на 66 равен 43.

2). 2343=2340+3 233(mod 66), т.е. 232×23 23(mod 66), т.е. остаток от деления 2343 на 66 равен 23.

3). Очевидно, что данное число оканчивается на 43+23=66, что и требовалось доказать.

10.Нетрудно доказать, что 9110 оканчивается на 1, 4210 оканчивается на 4 и 8510 оканчивается на 5. Тогда число 9110+4210 – 8510 оканчивается на 0, т.е. кратно 10, что и требовалось доказать.

11.222 5(mod 7), поэтому 222555 5555(mod7).

Теперь посмотрим, как повторяются остатки степеней 5 при делении на 7. Находим:

52 25 4(mod 7),

53 4×5 6(mod 7),

2011г.