ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎی ﮔﺴﺴﺘﻪ ﻧﯿﻢﺳﺎل دوم ٩۵-٩۴ ﻣﺪرس :ﺣﻤﯿﺪ ﺿﺮاﺑ زاده داﻧﺸ ﺪهی ﻣﻬﻨﺪﺳ ﮐﺎﻣﭙﯿﻮﺗﺮ ﻧﻈﺮﯾﻪی اﻋﺪاد ﺗﻤﺮﯾﻦ ﺳﺮی ﺳﻮم زﻣﺎن ﺗﺤﻮﯾﻞ ١۵ :ﻓﺮوردﯾﻦ ﻣﺴﺌﻠﻪی .١ﻣﻘﺪارﯾﺎﺑ اﮔﺮ ﺑﺮای اﻋﺪاد ﺻﺤﯿﺢ mو nداﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﯿﻢ ،m٢ + ٣m٢ n٢ = ٣٠n٢ + ۵١٧ﻣﻘﺪار ٣m٢ n٢را ﺑﯿﺎﺑﯿﺪ. ﺣﻞ .ﻋﺒﺎرت داده ﺷﺪه را ﺗﺠﺰﯾﻪ ﻣ ﮐﻨﯿﻢ: (m٢ − ١٠)(٣n٢ + ١) = ۵٠٧ = ٣ × ١٣٢ ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ m٢ − ١٠و ٣n٢ + ١ﺑﺎﯾﺪ ﻣﻘﺴﻮمﻋﻠﯿﻪﻫﺎﯾ از ۵٠٧ﺑﺎﺷﻨﺪ .ﺑﻪ وﺿﻮح ٣n٢ + ١ﺑﺮ ٣ﺑﺨﺶﭘﺬﯾﺮ ﻧﯿﺴﺖ ،ﭘﺲ m٢ − ١٠ﺑﺎﯾﺪ ﺑﺮ ٣ﺑﺨﺶﭘﺬﯾﺮ ﺑﺎﺷﺪ .ﺗﻤﺎم ﺣﺎﻻت ﻣﻤ ﻦ ﻋﺒﺎرتاﻧﺪ از: • اﮔﺮ ،m٢ − ١٠ = ٣در آن ﺻﻮرت m٢ = ١٣ﮐﻪ اﯾﻦ ﺣﺎﻟﺖ اﻣ ﺎن ﻧﺪارد. • اﮔﺮ ،m٢ − ١٠ = ٣ × ١٣در آن ﺻﻮرت m٢ = ۴٩و .m = ٧ • اﮔﺮ ،m٢ − ١٠ = ٣ × ١٣٢در آن ﺻﻮرت m٢ = ۵١٧ﮐﻪ ﺑﺎز ﻫﻢ ﻣﻤ ﻦ ﻧﯿﺴﺖ. ﭘﺲ .٣n٢ + ١ = ١٣در ﻧﺘﯿﺠﻪ n = ٢و .٣m٢ n٢ = ۵٨٨ ▷ ﻣﺴﺌﻠﻪی .⋆ ٢ﻗﻀﯿﻪی وﯾﻠﺴﻮن p اﻟﻒ( اﮔﺮ pﻋﺪدی اول ﺑﺎﺷﺪ ،ﺛﺎﺑﺖ ﮐﻨﯿﺪ .(p − ١)! ≡ −١ ب( ﺑﺮای ﻋﺪد اول pو ﻋﺪد ﻃﺒﯿﻌ و دلﺧﻮاه ،nﺛﺎﺑﺖ ﮐﻨﯿﺪ: ⌋ ⌊ n p p ≡ )(n p ﺣﻞ. اﻟﻒ( ﺑﺮرﺳ درﺳﺘ ﺣ ﻢ ﺑﺮای p = ٢ﺑﻪ ﺳﺎدﮔ ﻗﺎﺑﻞ اﻧﺠﺎم اﺳﺖ .ﻟﺬا ﻓﺮض ﻣ ﮐﻨﯿﻢ .p ⩾ ٣ﻣﺠﻤﻮﻋﻪی اﻋﺪاد } Z∗p = {١, ٢, . . . , p − ١را در ﻧﻈﺮ ﺑ ﯿﺮﯾﺪ .ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ ﻋﺪد n ∈ Z∗pﺑﻪ ﭘﯿﻤﺎﻧﻪی pوارون ﺿﺮﺑ ﺧﻮدش ﺑﺎﺷﺪ .در اﯾﻦ ﺻﻮرت: p n٢ ≡ ١ ⇔ n٢ − ١ = kp ⇔ (n − ١)(n + ١) = kp ⇔ n = ١ ∨ n = p − ١ ﭘﺲ ﺗﻨﻬﺎ دو ﻋﺪد ١و p − ١واروﻧﺸﺎن ﺑﻪ ﭘﯿﻤﺎﻧﻪی pﺑﺮاﺑﺮ ﺧﻮدﺷﺎن اﺳﺖ .از ﻃﺮﻓ ﻫﺮ دو وارون ﺣﺴﺎﺑ ﺑﻪ ﭘﯿﻤﺎﻧﻪی pﺑﺎ ﻫﻢ ﻫﻤﻨﻬﺸﺖ ﻫﺴﺘﻨﺪ .ﭘﺲ وارونﻫﺎی اﻋﺪاد ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺎ ﻫﻢ ﻣﺘﻤﺎﯾﺰ ﻫﺴﺘﻨﺪ .ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﻣ ﺗﻮان p−٣زوج ﺗﻘﺴﯿﻢ ﮐﺮد ﮐﻪ در ﻫﺮ زوﺟ ،اﻋﺪاد وارون ﯾ دﯾ ﺮ ﺑﻪ اﻋﻀﺎی ﻣﺠﻤﻮﻋﻪی } Z∗p \ {١, p − ١را ﺑﻪ ٢ p−٣زوج ﻣﺮﺗﺐ را ﭘﯿﻤﺎﻧﻪی pﺑﺎﺷﻨﺪ )ﺗﻮﺟﻪ ﮐﻨﯿﺪ ﮐﻪ p − ٣ﻋﺪدی زوج اﺳﺖ( .اﮐﻨﻮن اﮔﺮ ﺣﺎﺻﻞﺿﺮب اﯾﻦ ٢ ﺑﻪ ﭘﯿﻤﺎﻧﻪی pﺣﺴﺎب ﮐﻨﯿﻢ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﺮاﺑﺮ ﯾ ﺷﻮد ،ﯾﻌﻨ دارﯾﻢ: p p ≡ ١ ⇒ (p − ١)! = ١ × ٢ × · · · × (p − ٢) × (p − ١) ≡ −١ p−٣ ٢ p ٢ × ٣ × ... × (p − ٢) ≡ ١ ⌋ ⌊ ب( ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ n = pk + rﮐﻪ در آن .٠ ⩽ r ⩽ p − ١واﺿﺢ اﺳﺖ ﮐﻪ . np = kﺛﺎﺑﺖ ﺧﻮاﻫﯿﻢ ﮐﺮد ﮐﻪ ) ( ( ) p . np ≡ kﺑﺎ ﻧﻮﺷﺘﻦ ﺑﺴﻂ npدارﯾﻢ: ( ) ( ) n pk + r = p p )(pk + r) × · · · × (pk + ١) × (pk) × (pk − ١) × · · · × (pk + r − p + ١ = !)p(p − ١ )(pk + r) × · · · × (pk + ١) × (k) × (pk − ١) × · · · × (pk + r − p + ١ = !)(p − ١ )p (pk + r) × · · · × (pk + ١) × k × (pk − ١) × · · · × (pk + r − p + ١ ≡ −١ p )≡ −١ × (pk + r) × · · · × (pk + ١) × k × (pk − ١) × · · · × (pk + r − p + ١ p )≡ −١ × r × (r − ١) × · · · × ١ × k × (−١) × (−٢) × · · · × (r − p + ١ p )≡ −١ × r × (r − ١) × · · · × ١ × k × (p − ١) × (p − ٢) · · · × (r + ١ = −١ × (p − ١)! × k p ≡ k ▷ ﻣﺴﺌﻠﻪی .⋆ ٣ب.م.م ﺑﺮای ﻋﺪد ﻃﺒﯿﻌ a ⩾ ٢و ﻫﺮ mو nﻃﺒﯿﻌ ﺛﺎﺑﺖ ﮐﻨﯿﺪ: اﻟﻒ( ﺑﺮای ﻫﺮ x, y ∈ Zدارﯾﻢ .(am − ١, an − ١) | amx+ny − ١ ب( (am − ١, an − ١) = a(m,n) − ١ ﺣﻞ. اﻟﻒ( ﺗﻌﺮﯾﻒ ﮐﻨﯿﺪ z = mx + nyو ) .d = (am − ١, an − ١ﻣ ﺧﻮاﻫﯿﻢ ﻧﺸﺎن دﻫﯿﻢ .d | zﻣ داﻧﯿﻢ .d | an − ١ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ .d | as − ١ﻧﺸﺎن ﻣ دﻫﯿﻢ d | as+n − ١و .d | as−n − ١ d | (as − ١) × an + (an − ١) = as+n − ١ )d | (as − ١) − (an − ١) = as − an = an × (as−n − ١ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﯾﻦ ﮐﻪ ،(d, an ) = ١ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻣ ﮔﯿﺮﯾﻢ .d | as−n − ١ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺸﺎﺑﻪ ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻣ ﺷﻮد d | as+m − ١ و .d | as−m − ١ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﯾﻦ ﮐﻪ d | a٠ − ١و ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎدهی ﻣ ﺮر از ﻟﻢ ﻓﻮق ،ﻣ ﺗﻮان ﺛﺎﺑﺖ ﮐﺮد ﮐﻪ ﺑﻪ ازای ﻫﺮ x, y ∈ Zدارﯾﻢ .d | amx+ny − ١ ب( ﺗﻌﺮﯾﻒ ﮐﻨﯿﺪ ) .k = (m, nﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻟﻢ ﺑﺰو ﻣ داﻧﯿﻢ ﮐﻪ x, y ∈ Zوﺟﻮد دارﻧﺪ ﮐﻪ .k = mx + nyﻃﺒﻖ ﺣ ﻢ ﻗﺴﻤﺖ ﻗﺒﻞ ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻣ ﮔﯿﺮﯾﻢ .d | ak − ١ﭘﺲ ﮐﺎﻓ اﺳﺖ ﻧﺸﺎن دﻫﯿﻢ .ak − ١ | d اﻋﺪاد ﺻﺤﯿﺢ m١و n١را ﻃﻮری در ﻧﻈﺮ ﺑ ﯿﺮﯾﺪ ﮐﻪ m = km١و .n = kn١ﺧﻮاﻫﯿﻢ داﺷﺖ: )an − ١ = (ak − ١)(ak(n١ −١) + ak(n١ −٢) + · · · + ak + ١ )am − ١ = (ak − ١)(ak(m١ −١) + ak(m١ −٢) + · · · + ak + ١ ﭘﺲ ak − ١ | an − ١و .ak − ١ | am − ١در ﻧﺘﯿﺠﻪ ).ak − ١ | (am − ١, an − ١ ▷ ﻣﺴﺌﻠﻪی .۴ﺑ ﻧﻬﺎﯾﺖ ﻋﺪد ﺛﺎﺑﺖ ﮐﻨﯿﺪ ﺑﻪ ازای ﻫﺮ ﻋﺪد ﻓﺮد و اول ،pﺑ ﻧﻬﺎﯾﺖ ﻋﺪد ﻃﺒﯿﻌ nوﺟﻮد دارد ﮐﻪ n٢n + ١ﺑﺮ pﺑﺨﺶﭘﺬﻳﺮ ﺑﺎﺷﺪ. p p p ﺣﻞ .ﺑﺎﯾﺪ ﺑ ﻧﻬﺎﯾﺖ nﺑﯿﺎﺑﯿﻢ ﮐﻪ .n٢n ≡ −١دارﯾﻢ .٢p−١ ≡ ١در ﻧﺘﯿﺠﻪ .٢(p−١)k ≡ ١ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ nﺑﻪ p p ﺻﻮرت (p − ١)kﺑﺎﺷﺪ .در آن ﺻﻮرت ﺑﺎﯾﺪ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﯿﻢ (p − ١)k٢(p−١)k ≡ −١ﮐﻪ ﻣﻌﺎدل اﺳﺖ ﺑﺎ .k ≡ ١ p ﭘﺲ ﺑﻪ ازای ﻫﺮ lﺻﺤﯿﺢ n = (p − ١)(pl + ١) ،در راﺑﻄﻪی n٢n ≡ −١ﺻﺪق ﻣ ﮐﻨﺪ. ▷ ﻣﺴﺌﻠﻪی .۵ﺗﻮان دو ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ pﻋﺪدی اول ﺑﺎﺷﺪ و aو bاﻋﺪاد ﺻﺤﯿﺤ ﺑﺎﺷﻨﺪ ﮐﻪ .p | ap − bpﺛﺎﺑﺖ ﮐﻨﯿﺪ .p٢ | ap − bp p ﺣﻞ .ﻃﺒﻖ ﻗﻀﯿﻪی ﻓﺮﻣﺎ ﻣ داﻧﯿﻢ .ap ≡ aﭘﺲ: p p ٠ ≡ ap − bp ≡ a − b ⇒ p | a − b در ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻣ ﺗﻮان ﻧﻮﺷﺖ a = pk + bﮐﻪ kﯾ ﻋﺪد ﺻﺤﯿﺢ اﺳﺖ .ﺣﺎل ﺑﺴﻂ apرا ﺑﻪ ﭘﯿﻤﺎﻧﻪی p٢در ﻧﻈﺮ ﺑ ﯿﺮﯾﺪ: ap = (pk + b)p ) ( p ∑ p = (pk)i bp−i i i=٠ ) ( p ∑ p = b + pb (pk) + (pk)i bp−i i i=٢ ) ( p ∑ p p p−١ ٢ = b + pb (pk) + p (pk)j+٢ bp−j−٢ j + ٢ j=٠ ) ( p ∑ p p ٢ p−١ ٢ =b +p b k+p (pk)j+٢ bp−j−٢ j + ٢ j=٠ p p−١ p٢ ≡ bp ﭘﺲ دارﯾﻢ: p٢ ap − bp ≡ ٠ ⇒ p٢ | ap − bp ▷ ﻣﺴﺌﻠﻪی .⋆ ۶ﺑﺨﺶﭘﺬﯾﺮی ﺛﺎﺑﺖ ﮐﻨﯿﺪ اﮔﺮ nﻋﺪدی ﻓﺮد ﺑﺎﺷﺪ ،آنﮔﺎه ٢n! − ١ﺑﺮ nﻗﺎﺑﻞ ﻗﺴﻤﺖ اﺳﺖ. ﺣﻞ .ﭼﻮن ) ϕ(nﻋﺪدی ﮐﻤﺘﺮ از nاﺳﺖ ،ﺣﺘﻤﺎ ﺧﻮاﻫﯿﻢ داﺷﺖ ϕ(n) | n! :ﭘﺲ kوﺟﻮد دارد ﮐﻪ .n! = ϕ(n) × k از ﻃﺮﻓ ﭼﻮن nﻋﺪدی ﻓﺮد اﺳﺖ ،دارﯾﻢ .(n, ٢) = ١ :در ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻃﺒﻖ ﻗﻀﯿﻪی اوﯾﻠﺮ ﺧﻮاﻫﯿﻢ داﺷﺖ: n n n n n ٢n! − ١ ≡ ٢k×ϕ(n) − ١ ≡ (٢ϕ(n) )k − ١ ≡ ١k − ١ ≡ ١ − ١ ≡ ٠ ⇒ n | ٢n! − ١ ▷ ﻣﺴﺌﻠﻪی .٧دﻧﺒﺎﻟﻪی ﻣﺮﮐﺐ ﺑﺮای اﻋﺪاد ﻃﺒﯿﻌ a, b, c, dدارﯾﻢ .ab = cdﺑﺮای ﻫﺮ ﻋﺪد ﻃﺒﯿﻌ mﺗﻌﺮﯾﻒ ﻣ ﮐﻨﯿﻢ .Tm = am +bm +cm +dm ﺛﺎﺑﺖ ﮐﻨﯿﺪ: اﻟﻒ( T١ﻣﺮﮐﺐ اﺳﺖ. ب( ﺑﺮای ﻫﺮ mﻃﺒﯿﻌ Tm ،ﻣﺮﮐﺐ اﺳﺖ. ج( ﺑﺮای ﻫﺮ ﻋﺪد ﻃﺒﯿﻌ nTm − ١ ،n ⩾ ٢ﻣﺮﮐﺐ اﺳﺖ. ﺣﻞ. اﻟﻒ( ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ (a, c) = xو .(b, d) = yﭘﺲ اﻋﺪاد a١ , b١ , c١و d١وﺟﻮد دارﻧﺪ ﮐﻪ ،c = xc١ ،a = xa١ d = yd١ ،b = yb١و .(a١ , c١ ) = (b١ , d١ ) = ١ﭼﻮن ،ab = cdدارﯾﻢ: (xa١ )(yb١ ) = (xc١ )(yd١ ) ⇒ a١ b١ = c١ d١ ﭘﺲ .a١ | c١ d١از آنﺟﺎ ﮐﻪ ،(a١ , c١ ) = ١ﭘﺲ .a١ |d١از ﻃﺮف دﯾ ﺮ ،ﭼﻮن d١ |a١ b١و ،(b١ , d١ ) = ١ دارﯾﻢ .d١ |a١در ﻧﺘﯿﺠﻪ .a١ = d١ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺸﺎﺑﻪ ﺛﺎﺑﺖ ﻣ ﺷﻮد ﮐﻪ .b١ = c١ﺣﺎل ﻗﺮار دﻫﯿﺪ z = a١ = d١ و .t = c١ = b١ﺑﻪ راﺣﺘ ﻣ ﺗﻮان دﯾﺪ ﮐﻪ: )T١ = a + b + c + d = xz + yt + xt + yz = (x + y)(z + t ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﯾﻦﮐﻪ x + y > ١و ،z + t > ١ﭘﺲ T١ﻋﺪدی ﻣﺮﮐﺐ اﺳﺖ. ب( ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺸﺎﺑﻪ ﺑﺮای Tmاز راﺑﻄﻪ زﯾﺮ ﻣ ﺗﻮان دﯾﺪ ﮐﻪ Tmﻫﻢ ﻣﺮﮐﺐ اﺳﺖ: ) Tm = am + bm + cm + dm = xm z m + y m tm + xm tm + y m z m = (xm + y m )(z m + tm ج( ﭼﻮن Tmﻣﺮﮐﺐ اﺳﺖ ﻣ ﺗﻮان ﻧﻮﺷﺖ Tm = αβﮐﻪ .α, β > ١ﭘﺲ )nTm − ١ = nαβ − ١ = (nα − ١)(nβ + nβ−١ + · · · + ١ در ﻋﺒﺎرت ﻓﻮق ،ﻫﺮ دو ﻋﺎﻣﻞ ﺑﺰرگﺗﺮ از ﯾ ﻫﺴﺘﻨﺪ .ﭘﺲ nTm − ١ﻋﺪدی ﻣﺮﮐﺐ اﺳﺖ. ▷
© Copyright 2025 Paperzz