题目
设 。
- 若 且 ,证明 。
- 若 且 ,证明 。(互素版 Euclid 引理)
- 举例说明:若去掉 的条件, 不能推出 。
提示
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- 第 1 题:用 Bézout 等式。存在 使 ,存在 使 。将两个等式相乘。
- 第 2 题:利用第 1 题的结论:。结合 ,由最大公因式的性质可得 与 的关系。
- 第 3 题:尝试在 中找简单的反例,让 和 有公因式。
解答
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第 1 题
因 ,由 Bézout 等式(ALG-THM-003),存在 使
同理,存在 使
将两式相乘:
即存在 使 。由互素的 Bézout 判据(ALG-THM-003 结论 3),。
第 2 题
已知 ,即存在 使 。又由第 1 题,。但 且 意味着 是 的因式且与 互素——这只有在 是常数()时才可能,但这里 并非一定是常数。需要换一个思路。
正确证法:由 ,存在 使 。两边乘以 :
因 ,设 ,代入:
故 。
第 3 题
取 ,,,。则 。 即 显然成立,但 即 不成立。
更一般的反例:,,同样 成立但 。
这说明”互素”条件是必不可少的——没有它, 的信息可能会被 “携带”进乘积中,但无法传递到 。
考察点
- ALG-DEF-002 整除的基本性质
- ALG-DEF-003 互素的 Bézout 等式刻画
- ALG-THM-003 辗转相除法与 Bézout 等式的存在性