2012秋冬《数论》考试A卷答案
(2012-01-15 13:56:28)
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数论考试答案 |
分类: 本科数学 |
一、证明:设p是不超过2n-1的最大素数,由Bertrand假设可知2p>2n-1,因此在题中求和式里,只有一个的分母被p整除,因此模p不是整数。
(2) x^86≡x^2≡6 (mod
29),试算得到x≡±8 (mod 29)。
(3) x^39≡x^3≡3 (mod
13),x^12≡3^4≡3 (mod 13),与费马小定理矛盾,因此无解。
(2) 1215x≡560 (mod
2755),243x≡112≡663 (mod 551),81x≡221≡1323,27x≡441,3x≡49≡600,
x≡200 (mod 551)。
(2)(3149/5987)=(5987/3149)=(2838/3149)=(2/3149)(1419/3149)=-(3149/1419)=-(311/1419)=
(1419/311)=(175/311)=(7/311)=-(311/7)=-(3/7)=(7/3)=1,原方程有2解。
①x,z同奇偶,如果都是偶数,则4|x,2|z,2|y,可约分得到更小一组解,矛盾,因此x,z为奇数。
②(z^2-x)(z^2+x)=8y^4,z^2-x与z^2+x只有公约数2,一个是2a^4,一个是4b^4。得2z^2=2a^4+4b^4。
③z^2=a^4+2b^4,a,z是奇数,b是偶数,(z-a^2)(z+a^2)=2b^4,左端两个因子只有公约数2。
④z-a^2=2u^4, z+a^2=v^4或z-a^2=u^4, z+a^2=2v^4,
⑤若④的第一种情况发生,得到v^4-2u^4=2a^2, 2|v, 8w^4-u^4=a^2,与a是奇数矛盾。
⑥若④的第二种情况发生,得到2v^4-u^4=2a^2, 2|u, v^4=8w^4+a^2回到原方程。
⑦v|b,
b|y, y<z, 由无穷递降法,原方程无解。
①(10/487)=(2/487)(5/487)=(5/487)=(487/5)=(2/5)=-1。因此10^243≡-1 (mod
487)。
②162=128+32+2,10^2≡100 (mod 487),10^4≡260, 10^8≡394,
10^16≡370,10^32≡53,
10^64≡374,
10^128≡107,10^162≡107*53*100≡232。因此10是模487的原根。
(2)只需计算10^486模487^2余1。用(a;b)表示一个模487^2余487a+b的数。以下计算是模487^2
①486=256+128+64+32+4+2。
②10^2≡(0;100),10^4≡(20;260), 10^8≡(311;394),10^16≡(425;370),
10^32≡(179;53)
③10^64≡(473;374),10^128≡(42;107),10^256≡(245;248)。
④10^384≡(160;238),10^96≡(12;342),10^6≡(105;189),10^480≡(277;67),10^486≡(0;1)。
(2)这个序列是递归数列,满足递归方程x_{k+2}=6x_{k+1}-x_k,根据首项a_0=1,a_1=3,得a_2=17,
a_3=99,对应的n=49。
①如果3|x,则显然分子被3整除。否则由费马小定理,模3分子同余于2x+x≡0。
②如果5|x,则显然分子被5整除。否则由费马小定理,模5分子同余于3x+7x≡0。
二、(1) 9^(794)≡9^2≡8 (mod 73)。
三、(1) 256x≡179 (mod
337),128x≡258,64x≡129≡466,32x≡233≡570,16x≡285≡622,8x≡311≡648
x≡81 (mod 337)。也可以用辗转相除法求解。
四、(1)5987是素数,计算(3766/5987)=(2/5987)(1883/5987)=-(1883/5987)=(5987/1883)=(338/1883)=
(2/1883)(169/1883)=-1,注意到169=13^2。因此原方程无解。
五、用无穷递降法,假设有非零正整数解,取使得z最小的一组。
六、(1) 487是素数,487=2*3^5+1。要证10是模487的原根,只需证10^243,
10^162模487不是1。
七、(1)n(n+1)=2x^2,(2n+1)^2-8x^2=1,此佩尔方程的最小正整数解是(3,1),因此一般解对应的2n+1是
((3+√8)^k+(3-√8)^k)/2,有无穷多解。
八、多项式等于(3x^5+5x^3+7x)/15,只需证明分子总是被3或者5整除。
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