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数论竞赛类设a,b,c,d为正整数,求证a的4b+d次方-a的4c+d次方被240整除

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/11 21:06:53
数论竞赛类
设a,b,c,d为正整数,求证a的4b+d次方-a的4c+d次方被240整除
240=16*3*5=2^4*3*5.
只需要证明a^(4b+d)-a^(4c+d)含有因子3,5,2^4(即16).
如果b=c,结论显然成立.
不妨设b>c,且b=c+e(e为正整数),
则a^(4b+d)-a^(4c+d)=a^(4c+d)[a^(4e)-1].
1)先考虑因子3,
如果a模3余数为0,则a^(4c+d)含有因子3,结论成立.
如果a模3余数为1或2,那么a^2模3余数为1,得出a^(4e)模3余数1,
因此a^(4e)-1模3余数为0,结论也成立
2)考虑因子5,
如果a模5余数为0,则a^(4c+d)含有因子5,结论成立.
如果a模5余数为1,2,3,或4,那么a^2模5余数为1或4,得出a^(4)模5余数1,得出a^(4e)模5余数1,
因此a^(4e)-1模5余数为0,结论也成立
3)先考虑因子16,
如果a模2余数为0,则a^4含有因子16,a^(4c+d)含有因子16,结论成立.
如果a模2余数为1,令f=a^e=2k+1为奇数.
a^(4e)-1=f^4-1=(f^2+1)(f+1)(f-1)=4(f^2+1)k(k+1)
显然f^2+1含有因子2,k(k+1)含有因子2,
所以a^(4e)-1含有因子16,结论也成立
综合1)2)3)a^(4b+d)-a^(4c+d)含有因子240,问题得证