初等数论结课论文(2020年整理).doc

合集下载

初等数论论文

初等数论论文

初等数论数学思想对高中数学竞赛的指导学号: 班级: 姓名:摘要:初等数论是研究数的规律,及整数性质的数学分支,它是数论的一个最古老的分支。

在高中数学中引入初等数论,有利于拓展学生的数学视野,有利于提高学生对数学的科学价值,应用价值,文化价值的认识。

初等数论中的数学思想对高中数学竞赛也具有很强的指导作用。

关键词:初等数论 数学竞赛 数学思想 应用数论,这门古老而又常新的学科既是典型的纯粹数学,又是日益得到广泛应用的新“应用数学”.在数论中,初等数论是以整除理论为基础,研究整数性质和方程(组)整数解的一门数学学科,是一门古老的数学分支.它展示着近代数学中最典型、最基本的概念、思想、方法和技巧.目前,初等数论在计算机科学、代数编码、密码学、组合数学、计算方法等领域内得到了广泛的应用,成为计算机科学等相关专业不可缺少的数学基础.数论的魅力在于它可以适合小孩到老人,只要有算术基础的人均可以研究数论.初等数论貌似简单,但真正掌握并非易事,它的内容严谨简洁,方法奇巧多变,其中蕴含了丰富的数学思想方法1 转化思想方法转化是一种常用的数学思想方法.转化是指问题之间的相互转化,或者将问题的一种形式转化为另一种形式,或者把复杂问题转化成较简单问题、将陌生问题转化为已解决或熟悉的问题[1].通过恰当的化归转化不仅能够顺利地解决原问题,而且有助于培养学生科学的思维习惯.整除是数论中的基本概念,此问题是数论中比较简单的一种类型.有时我们需要判断几个分式的和是一个整数,这样直接求其是整数比较困难,因而常常化为整除问题解决. 例2(第35届美国中学数学竞赛题)满足联立方程⎩⎨⎧=+=+2344bc ac bc ab 的正整数()c b a ,,的组数是() ()A 0 ()B 1 ()C 2 ()D 3 ()E 4 解(质因数分解法)由方程23=+bc ac 得 ()23123⨯==+c b a .a ,b ,c 为整数,1=c 且23=+b a .将c 和b a -=23代入方程44=+bc ab()4423=+-b b b ,即()()0222=--b b ,21=b ,222=b .从而得211=a ,12=a .故满足联立方程是正整数组()c b a ,,有两个,即()1,2,21和()1,22,1,应选()C .这说明数学问题上的许多问题,都可以转化为整除问题.另外,整除问题也可以转化为其它问题.我们知道同余理论是初等数论的核心,有时整除问题转化为同余问题解决,思路更清晰、自然、计算更简洁.例3 试判断282726197319721971++能被3整除吗?解 ()3m od 01971≡,()3m od 11972≡,()3m od 21973≡, ()()3m od 210197319721971282726282726++≡++()()3m od 2119731972197128282726+≡++()3m od 1421428≡=,()()3m od 22128≡+282726197319721971++不能被3整除. 2 整体化思想方法Euler 定理[2]1m >,()1,=m a ,则()()m m mod 1a≡φ.这是初等数论的一个基本定理,有着广泛的应用.其证明如下:若()m r r φ,,,r 21 是模m 的一个简化剩余系,则()m ar ar ar φ,,,21 也是模m 的一个简化剩余系,于是()()()()()()()()m r r r aar ar ar r r m m m m mod r 212121φφφφ ≡≡,即证.Euler 定理的证明虽然十分简单,但其中包含了初等数论中常用的一个解题方法,即“整体思想”. 整体化思想方法,就是把单个对象始终放在整体对象构成的系统中加以考虑,通过系统对象之间的整体联系或整体特征,寻求原问题的解决途径[3].在解题过程中,常常运用这一种思路:以完全剩余系为例,即m a a a ,,,21 及1,2, ,1m -为模m 的两个完全剩余系,则i a 恰与1,2, ,1m -中的某一数同余,于是∑=ni ia 1与∑=1i i 同余,由此找到证明的途径.3 配对思想方法配对思想方法,就是将整体对象中的满足某种特性的对象进行组合配对,再利用配对后的特性解决原问题[1].定义[2]欧拉函数()a ϕ是定义在正整数集上的函数,()a ϕ等于序列12,1,0-a ,, 中与a 互素的正整数的个数.定义[2]在模m 的每个互素剩余类r C ()()1,,10=-≤≤m r m r 中任取一数r a ,则所有的数r a ()()1,,10=-≤≤m r m r 所组成的集,叫做模m 的一个简化 剩余系.定义[2]在()m ϕ个与模m 互素的剩余类中各取一个数,称这()m ϕ个数为模m的简化剩余系. 4 矩阵的思想方法初等数论课本上,利用整数初等变换,仅研究了两个整数的最大公约数和最小公倍数的问题,略显不够深入.再此基础上,我们可以通过构造整数矩阵,一矩阵的整数的初等变换为工具,得到了求m ()2>m 个整数的最大公约数与最小公倍数的方法[5].利用初等变换求整数的最大公约数 命题 设()da a a n = ,,21,则存在可逆矩阵()nm ija A ⨯=,使得[][]00,,21 d A a a a n =()2≥n .证明 ()1当2=n 时,可设021>>a a ,由辗转相除法知:1111r a q a +=,210a r << 2122r r q a +=,120r r <<……m m m m r r q r +=--12,10-<<m m r r m m m r q r 11+-=()d r m m =≥,1于是,令⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=+121110110110110m m q q q q A 则[][]021dA a a =,命题成立;()2假定k n =()2≥k 时,命题成立.则当1+=k n 时,由假定知,存在k 阶可逆方阵k k A ⨯,使得:[][]001132d A a a a k k k =⨯+,其中()1321,,+=k a a a d ,从而有[][]0000111111321d a A a a a a k k k k k =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯+又由()1知,存在二阶可逆方阵22⨯A ,使得[][]02211dA d a =⨯.其中 ()()12111,,,+==k a a a d a d ,于是令()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=-⨯--⨯⨯⨯⨯⨯12112221100001k k k k k k k E A A A ,则[][]00421d A a a a =即当1+=k n 时,命题成立;由归纳法原理知,当2≥n 时,命题成立.(证毕) 推 论 设n a a a ,,,21 , 为不全为0的整数,则存在Z 上的n 阶可逆矩阵B ,使()()0,0,,,21d B a a a =.且d 是n a a a ,,,21 的最大公因数,B 是一些初等矩阵的乘积.B 的求法如下:将()n a a a ,,21下面写一个n 阶单位矩阵,构成一个()n n ⨯+1矩阵,再对A 施行初等变换,当A 的第一行变成()0,,0, d 时,则下面的单位阵变化成了B . 即:⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=10001000121 n a a a A −−−→−初等行变换⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡nn n n n n b b b b b b b b bd21222211121100初等数论中蕴含了丰富的数学思想方法,其知识结构和数学思想方法形成一个经纬交织,融会贯通的知识网络,需要我们去挖掘、揭示.因此在初等数论的教学过程中,应充分利用教材和习题的教育功能,注重展示解决问题的思路、思维过程,体现解决问题策略与方法的多样性,引导沟通知识间的内在联系,突出问题的背景和思想方法的阐述,注重思想方法的总结、提炼,把数学知识和相关数学思想方法有机联系起来,使学生从整体上把握初等数论的理论体系,理解数学思想方法的内涵,开阔思维视野,健全认知结构.为了使用方便,我们将数论中的一些概念和结论摘录如下:我们用),...,,(21n a a a 表示整数1a ,2a ,…,n a 的最大公约数.用[1a ,2a ,…,n a ]表示1a ,2a ,…,n a 的最小公倍数.对于实数x ,用[x ]表示不超过x 的最大整数,用{x }=x -[x ]表示x 的小数部分.对于整数b a ,,若)(|b a m -,,1≥m 则称b a ,关于模m 同余,记为)(mod m b a ≡.对于正整数m ,用)(m ϕ表示{1,2,…,m }中与m 互质的整数的个数,并称)(m ϕ为欧拉函数.对于正整数m ,若整数m r r r ,...,,21中任何两个数对模m 均不同余,则称{m r r r ,...,,21}为模m 的一个完全剩余系;若整数)(21,...,,m r r r ϕ中每一个数都与m 互质,且其中任何两个数关于模m 不同余,则称{)(21,...,,m r r r ϕ}为模m 的简化剩余系.定理1 设b a ,的最大公约数为d ,则存在整数y x ,,使得yb xa d +=. 定理2(1)若)(mod m b a i i ≡,1=i ,2,…,n ,)(m od 21m x x =,则11nii i a x =∑≡21ni ii b x=∑;(2)若)(mod m b a ≡,),(b a d =,m d |,则)(mod d m d b d a ≡; (3)若b a ≡,),(b a d =,且1),(=m d ,则)(mod m dbd a ≡;(4)若b a ≡(i m mod ),n i ,...,2,1=,M=[n m m m ,...,,21],则b a ≡(M mod ). 定理3(1)1][][1+<≤<-x x x x ; (2)][][][y x y x +≥+;(3)设p 为素数,则在!n 质因数分解中,p 的指数为∑≥1k k pn . 定理 4 (1)若{m r r r ,...,,21}是模m 的完全剩余系,1),(=m a ,则{b ar b ar b ar m +++,...,,21}也是模m 的完全剩余系;(2)若{)(21,...,,m r r r ϕ}是模m 的简化剩余系,1),(=m a ,则{)(21...,,m ar ar ar ϕ}是模m 的简化剩余系.定理5(1)若1),(=n m ,则)()()(n m mn ϕϕϕ=.(2)若n 的标准分解式为k kp p p n ααα (2)121=,其中k ααα,...,21为正整数,k p p p ,...,21为互不相同的素数,则)11)...(11)(11()(21kp p p n n ---=ϕ. 对于以上结论的证明,有兴趣的读者可查阅初等数论教材.例1 设正整数a ,b ,c 的最大公约数为1,并且c ba ab=- (1),证明:)(b a -是一个完全平方数.证:设d b a =),(,d a a 1=,d b b 1=,其中1),(11=b a .由于1),,(=c b a ,故有1),(=c d .由(1)得c b c ad b a 1111-= (2)由(2)知,c b a 11|,又1),(11=b a ,∴ c a |1.同理可证c b |1,从而有c b a |11,设kb ac 11=,k为正整数,代入(2)得)(11b a k d -=(3)由(3)知d k |,又c k |,∴1),(|=c d k ,∴1=k . ∴11b a d -=.∴211)(d b a d b a =-=-.故成立.例2 设n 为大于1的奇数,1k ,2k ,…,n k 为给定的整数.对于{n ,...,2,1}的排列12(,,...,)n P a a a =,记1()ni i i s P k a ==∑,试证存在{n ,...,2,1}的两个不同的排列B 、C,使得)()(!|C s B s n -.证:假设对于任意两个不同的排列B 、C,均有!n 不整除)()(C S B s -.令X 为{n ,...,2,1}的所有排列构成的集合,则{()|s P P X ∈}为模!n 的一个完全剩余系,从而有!1(1!)!()(mod !)2n P Xi n n s P i n ∈=+≡=∑∑ (1)又1()()ni iP XP Xi s P k a ∈∈==∑∑∑=∑=+ni i k n n 12)1(! (2)而n 为大于1的奇数,所以由(1),(2)得)!(mod 02)1(!2!)!1(1n k n n n n ni i ≡+≡+∑=. 又1)!,!1(=+n n ,所以)!(mod 02!n n ≡,矛盾.故,存在B 、C X ∈,B ≠C,使得)()(!|C s B s n -.例3求三个素数,使得它们的积为和的5倍.解:易知a ,b ,c 中必有一个为5,不妨设5c =,则有5++=b a ab ,从而有6)1)(1(=--b a .因为1-a 与1-b 均为正整数,不妨设b a <,则有⎩⎨⎧=-=-6111b a 或⎩⎨⎧=-=-3121b a ,从而知2=a ,7=b .故所求的三个素数为2,5,7.例4 设k 为正奇数,证明:n ++++...321整除kkkn +++...21. 分析 因为2)1(...321+=++++n n n .故需证)...21(2|)1(kk k n n n ++++,注意到当k 为奇数时,kk y x +可因式分解,因此可将)...21(2kkkn +++中的n 2个数两两配对.证)...21(2k k k n +++=k k k k k k k n n n n 2]1)1[(...])2(2[])1(1[++-++-++-+,而当k为奇数时,kk b a b a ++|,从而知()k k k n n +++...212|(1)又 ()kk k n +++...212=]1[...])1(2[]1[k k k k k kn n n +++-+++,∴)...21(2|)1(k k k n n ++++(2)由(1)(2)知,)...21(2|)1(kkkn n n ++++,故结论成立.例5 (1990年高中联赛试题)设}200,...,2,1{=E ,},...,,{10021a a a G =E ⊆,且G 具有下列性质:(1)对任何1001≤<≤j i ,201≠+j i a a ;(2)100801001=∑=i ia.试证:G 中的奇数的个数是4的倍数,且G 中所有数的平方和是一定数.证:对于1001≤≤i ,令12-=i i α,i i αβ-=201.},{i i i E βα=,则G 中恰含i E 中的一个元素.设G 中有k 个奇数1i α,2i α,…,k i α,有s 个偶数s j j j βββ,...,,21,这里},...,,,,...,,{2121s k j j j i i i =}100,...,2,1{.由题设知,10080=∑∑∑∑====+-=+sr j kt i sr j kt i rt r t1111)201(βββα=∑∑==-kt i kt t112201β+⎪⎭⎫⎝⎛+∑∑==kt sr j i rt 11ββ =-k 2012∑=kt i t1β+)200...642(++++=1010022011+-∑=kt i tk β.∴2022011-=-∑=kt i tk β(1)由于t i β为偶数,所以∑=kt i t12|4β,又20|4,所以k 201|4,∴k |4,即k 是4的倍数.∑∑∑===+=sr j kt i i irta121210012βα=∑∑==+-sr j kt i rt1212)201(ββ=∑∑==⨯-kt i kt t 1122012201β+)(1212∑∑==+sr j kt i r tββ=∑=⨯-kt i tk 122012201β+)200...642(2222++++=)2201(2011∑=-kt i tk β+6)1200)(1100(1004++⨯(2)将(1)代入(2)得62011011004)20(20110012⨯⨯⨯+-⨯=∑=i i a =1349380.例6 令n a 表示前n 个质数之和,即21=a ,5322=+=a ,105323=++=a ,…,证明:对任意的正整数n ,区间[1,+n n a a ]中包含有一个完全平方数.分析:设质数从小到大依次为12,,...,k p p p …,要结论成立,只要存在正整数m ,使得12+≤≤n n a m a ,只要1+≤≤n n a m a ,只要11≥-+n n a a ,只要nn n a a a 211+≥-+,只要nn a p 211+≥+,只要)...(44)1(2121k n n p p p a p +++=≥-+ (1)证:直接验证易知[2,1,a a ],[32,a a ],[43,a a ],[54,a a ]中都含有1个完全平方数.当5≥n 时,我们证明:(1)式成立.为此,令2112(1)(1)4(...)n k f n p p p p ++=--+++,则n n n p p p n f n f 4)1()1()()1(221----=-++=n n n n n p p p p p 4)2)((11--+-++.当2≥n 时,np 为奇数,故21≥-+n n p p ,1(1)()2(22)n n n f n f n p p p ++-≥+--=)2(21--+n n p p 0≥,故当2≥n 时,数列)(n f 为递增数列.由于)(4)1()5(432125p p p p p f +++--==)7532(4)111(2+++--=32>0所以当5≥n 时,0)5()(>≥f n f .故当5≥n 时(1)式成立.例7求出不定方程1)!1(-=-kn n (1)的全部正整数解.解 当2=n 时,易得1=k ;当2>n 时,(1)式左边为偶数,故右边也是偶数,所以n 为奇数.当3=n 时,由13!2-=k,得1=k .当5=n 时,由15!4-=k,得2=k .当5>n 且为奇数时,321-<-n n ,221≠-n ,故)!2(|212--⋅n n ,即)!2(|)1(--n n ,因此2(1)|(1)!n n --,所以)1(|)1(2--k n n .另一方面,由二项式定理知1)1)1((1-+-=-kkn n =A(2)1-n +)1(-n k .其中A 为整数,所以)1(|)1(2--n k n ,故k n |)1(-,因此1-≥n k ,故有)!1(111->-≥--n n n n k .这说明当5>n 时,方程(1)无解,故方程(1)的解为)1,2(),(=k n ,)1,3(例8 证明991993991993+能被1984整除.证993993993)991(-≡=9912)991()991(--=)1984(m od )991()991)(11984495(991991-≡-+⨯,∴)1984(m od 0991)991(991993991991991993≡+-≡+.∴991993991993|1984+.例9 用1,2,3,4,5,6,7组成的无重复数字的7位数,证明:这些7位数中没有一个是另一个的倍数.证:若有两个7位数a,b,使得kb a =(1)由于a ,b 均是由1,2,...,7所排成,故72≤≤k 由(1)得)9(mod kb a ≡, ∴)9(mod 11⋅≡k ,即)9(mod 1≡k ,这与92≤≤k 矛盾,故结论成立.例10 若一个正整数的标准分解中,每个素约数的幂次都大于1,则称它为幂数,证明:存在无穷多个互不相同的正整数,它们及它们中任意多个不同数的和都不是幂数.证:将全体素数从小到大依次记为1p ,2p ,...,n p ,….令11p a =,2212p p a =,当2≥n 时,n n n n n n p p p p p p a a 21222111...---==,下证:1a ,2a ,…,n a ,…合题意.事实上, n n a p |,但2n p |/n a ,所以n a 不是幂数.又对于k i i i <<<≤ 211,)1(112121i i i i i i i i a a a a a a a a k k +++=+++ =)1(11i i Ap a +=)1(111212221i i i Ap p p p p +- , 其中A 为正整数.因为1)1,(11=+i i Ap p ,所以1i p 在)(21k i i i a a a +++ 的标准分解中的幂次为1,因而不是幂数.在中学数学中,整数是特殊常用的一类数.而初等数论是研究整数的性质的、与算术有密切关系的一门学科,可以说初等数论是算术的延续.初等数论问题更是数学竞赛试题多发区.而对于整除性质和抽屉原理的考察一直是中学数学竞赛中应用范围最广的核心内容,作为高中教师,有必要对这些知识进行系统的考查.。

初等数论及其应用

初等数论及其应用
= 7 × 85 + 5 × 84 + 3 × 83 + 4 × 82 + 0 × 8 + 1
= 251649
16
课堂练习
计算: 将237894与251649都转换为二进制.
解: 其八进制表示分别为(720506) 8与(753401)8
易知对八进制0 − 7有如下二进制转换
0 −> 000 1 −> 001 2 −> 010 3 −> 011
4 −> 100 5 −> 101 6 −> 110 7 −> 111
因此, (720506) 8 = (111010000101000110) 2
(753401) 8 = (111101011100000001) 2
17
总结
自然数或者正整数指的是数1, 2,…, 而整数指的是数
0,±1,±2,⋯. 全体整数的集合记为ℤ, 而全体正整数或
除法:
66 = 2 × 33 + 0 (低位)
33 = 2 × 16 + 1
16 = 2 × 8 + 0
8=2×4+0
4=2×2+0
2=2×1+0
1 = 2 × 0 + 1 (高位)
按从低位到高位顺序, 依次取出上述除法中的余数, 得到
(66)10 = (1000010)2.
12
余数的定义
定义1.1.2 带余除法 = + 中的为用除得出
② 如果|, ≠ 0, 那么|.
③ 如果|, |, 那么对任意, ∈ ℤ, 有| + .
④ 如果|, |, 那么 = 或 = −.

初等数论总复习题及知识点总结(2020年8月整理).pdf

初等数论总复习题及知识点总结(2020年8月整理).pdf

初等数论学习总结本课程只介绍初等数论的的基本内容。

由于初等数论的基本知识和技巧与中学数学有着密切的关系,因此初等数论对于中学的数学教师和数学系(特别是师范院校)的本科生来说,是一门有着重要意义的课程,在可能情况下学习数论的一些基础内容是有益的.一方面通过这些内容可加深对数的性质的了解,更深入地理解某些他邻近学科,另一方面,也许更重要的是可以加强他们的数学训练,这些训练在很多方面都是有益的.正因为如此,许多高等院校,特别是高等师范院校,都开设了数论课程。

最后,给大家提一点数论的学习方法,即一定不能忽略习题的作用,通过做习题来理解数论的方法和技巧,华罗庚教授曾经说过如果学习数论时只注意到它的内容而忽略习题的作用,则相当于只身来到宝库而空手返回而异。

数论有丰富的知识和悠久的历史,作为数论的学习者,应该懂得一点数论的常识,为此在辅导材料的最后给大家介绍数论中著名的“哥德巴赫猜想”和费马大定理的阅读材料。

初等数论自学安排第一章:整数的可除性(6学时)自学18学时整除的定义、带余数除法 最大公因数和辗转相除法 整除的进一步性质和最小公倍数 素数、算术基本定理[x]和{x}的性质及其在数论中的应用习题要求3p :2,3;8p :4;12p :1;17p :1,2,5;20p :1。

第二章:不定方程(4学时)自学12学时二元一次不定方程c by ax =+多元一次不定方程c x a x a x a n n =++ 2211 勾股数 费尔马大定理。

习题要求29p :1,2,4;31p :2,3。

第三章:同余(4学时)自学12学时同余的定义、性质 剩余类和完全剩余系 欧拉函数、简化剩余系欧拉定理、费尔马小定理及在循环小数中的应用 习题要求43p :2,6;46p :1;49p :2,3;53p 1,2。

第四章:同余式(方程)(4学时)自学12学时同余方程概念 孙子定理高次同余方程的解数和解法 素数模的同余方程 威尔逊定理。

数学与应用数学毕业论文(剁树枝问题,组合数学、初等数论方向)

数学与应用数学毕业论文(剁树枝问题,组合数学、初等数论方向)

摘要有一根正整数单位长树枝,要剁成一定长的短树枝,在剁的过程中可以重叠,问如何剁次数最少?这样的问题被称为剁树枝问题。

剁树枝问题是许多实际问题的一个模型,有着广泛的应用。

本课题的任务是提供一般的方法使剁的次数最少。

采用例举、分析、归纳、证明的流程,给出了剁树枝问题最少次数的递推关系和具体表达式,并对其进行了证明。

关键词初等数论;组合数学;递归;数学归纳法AbstractSuppose there is a positive integer units long branches, to chop them into a certain length of short branches. During the cutting process overlap is allowed, then how many times is needed at least? This problem is known as cutting the tree problem. The cutting branches-problem is a model for many practical problems, with a wide range of applications. Based on the idea of dynamic programming, the recursion formula of the least number of movements necessary for this problem is presented. The direct formula of the least number of movements necessary for this problem is given and proved by triple mathematical induction and pure combinatorics.Key words number theory;combinatorial mathematics;recursive; mathematical目录摘要 (2)第一章.绪论 (4)1.1 剁树枝问题的简介 (4)1.2 剁树枝问题的研究意义及主要方法 (4)第二章.主要理论:递归关系 (5)第三章.推导过程 (6)3.1 剁成1分米长的短树枝的情况 (6)3.2 剁成2或3分米长的短树枝的情况 (9)第四章.结论 (13)致谢 (14)参考文献 (15)附录:外文参考文献 (16)参考文献翻译 (18)第一章.绪论1.1 剁树枝问题的简介有一根正整数单位长树枝,要剁成一定长的短树枝,在剁的过程中可以重叠,问如何剁次数最少?这样的问题被称为剁树枝问题。

HPM的初等数论绪论课教学设计论文

HPM的初等数论绪论课教学设计论文

HPM的初等数论绪论课教学设计论文HPM的初等数论绪论课教学设计论文关键词:HPM;数学史;初等数论;数学教学一、引言初等数论以整除为基础,研究整数性质和方程(组)整数解,是近代数学中最典型、最基本的概念、思想、方法和技巧。

初等数论课程是我校小学教育(理科方向)和数学教育专业的专业必修课,学生通过本课程中基础知识的学习,掌握初等数论的基础内容,即算术基本理论和最大公约数理论;掌握初等数论的核心,即同余理论的基本知识;并能运用整除理论和同余理论来求解几类最基本的不定方程;掌握连分数等有关概念和性质及其应用;通过观察、实验、猜测、分析、计算、推理等学习活动,发展学生的演绎推理能力,体会数学的基本思想和思维方式;了解初等数论的价值,为学生以后继续学习数论或从事教学工作打下基础。

然而,初等数论教材重在阐述数论理论知识的结果,忽视介绍知识的背景、发生与形成过程,某种意义上影响了该课程的教学质量。

针对初等数论课程的性质,在绪论课中结合数学史知识,在HPM的视角下进行绪论课的教学设计,HPM视角下的绪论课教学的目的在于将初等数学与数学史等其他知识衔接起来,尽量消除数学教学的枯燥性,提高学生学习的积极性,让学生体验初等数论的价值,进而增强学生的使命感和目标感,吸引更多的学生热爱数学,变被动学习为主动学习。

HPM指的是数学史与数学教育的关系,其研究的最终目标是提高数学教育水平,具体方法是通过在数学教学中恰当地运用数学史。

二、初等数论的主要内容1、整除理论:整除理论是数论中最重要的基本内容。

本章首先简要介绍自然数与数学归纳法,然后引进整除的概念,利用带余除法和辗转相除法这两个工具,建立最大公约数与最小公倍数的理论,进一步研究素数的基本性质和极具重要性的算术基本定理。

这一理论的主要成果有:算术基本定理、数的十进制、高斯函数、费马数、梅森数、完全数等。

2、同余理论:同余是初等数论的又一基本概念。

同余概念的引入,使许多数论问题的讨论得到简化,极大地丰富了数论内容,因而同余在数论中占有极为重要的地位、涉及内容有同余及其基本性质,剩余类与剩余系,欧拉定理和费马定理及其在循环小数和公开密钥问题上的应用。

初等数论课程教学的改进论文

初等数论课程教学的改进论文

初等数论课程教学的改进论文初等数论课程教学的改进论文初等数论课程教学的改进论文【1】摘要:初等数论是大学本科数学的专业基础课,但长期得不到足够的重视。

究其原因,除其内容相对简单不受师生重视外,也有课程设置不科学和课堂教学方式方法陈旧等因素。

本文旨在改进教学方法,阐述课堂教学中的经验心得。

归根结底,就是在备课和课堂教学的设计上下工夫,取得理想的教学质量。

关键词:初等数论;教学方法;改进初等数论是数学专业本科阶段代数系列课程中的一门,与高等代数和近世代数等已得到普遍重视的情况相比,初等数论课程的重要性尚未得到充分的认识,主要体现在课程设置不科学、教学方法陈旧等方面,由此导致教学效果差,教学质量无法提高等诸多问题。

那么,如何改进初等数论课程的教学、改善教学效果,从而提高教学质量?本文仅就教学实践从两个方面谈谈这一问题。

一、在思想上给予初等数论以足够的重视初等数论是一门古老的学科,主要研究数的性质和方程的整数解,是中等数学中数的理论的继续和提高,是中学数学与大学数学的最好衔接。

尽管其使用的方法是初等的,但应该看到其很多内容及思想为高等代数和近世代数做了很好的铺垫,提供了抽象理论的具体实例。

初等数论为后续的代数提供了一个样板,很多理论都要推广到更一般的情形上去。

在整数集这个熟悉的领域中体会好代数的思想和方法,为将来学习和研究的提升做准备。

更为重要的是目前RSA公钥体制和离散对数体制均来自初等数论,并且正在不断采用数论更为高深的理论成果[1]。

这反映出初等数论在实践应用上的价值。

既然初等数论课程如此重要,那么一些高校数学专业为什么会不重视这门课程?最根本的原因在于这门课程内容表面上相对浅显,教学单位没有从科学的角度来审视初等数论在大学数学教学中的真实作用,低估了它存在的价值,他们认为大学数学应当讲授更为抽象的问题,初等数论的存在比较尴尬,因此,在课程设置上不够突出这门课程的地位。

不但没有将之安排在大一的第一学期讲授,而且有的将其由专业必修课改成大三讲授的选修课。

初等数论知识点总结(word文档物超所值)

初等数论知识点总结(word文档物超所值)

《初等数论》总结姓名 xxx学号 xxxxxxxx院系 xxxxxxxxxxxxxxx专业 xxxxxxxxxxxxxxx个人感想初等数论是一门古老的学科,它对于数的性质以及方程整数的解做了深入的研究,是对中等数学数的理论的继续和提高。

有时候上课听老师讲解一些例题,觉得比较简单,结果便是懂非懂地草草了之,但是过段时间做老师留下的一些相似的课后练习时,又毫无头绪,无从下手。

这就是上课的时候没做到全神贯注地去听,所以课下的时间尤为重要,一定做好复习巩固的工作。

老师讲课的方法也十分好,每次上课都会花二十分钟到半个小时来对上节课的知识帮助我们进行回顾,我想很多同学都喜欢并适合这种教学方式。

知识点总结第一章 整数的可除性1. 定义:设b a ,是给定的数,0≠b ,若存在整数c ,使得bc a =则称b 整除a ,记作a b |,并称b 是a 的一个约数,称a 是b 的一个倍数,如果不存在上述c ,则称b 不能整除a 2性质:(1)若c b |且a c |,则a b |(传递性质);(2)若a b |且c b |,则)(|c a b ±即为某一整数倍数的整数之集关于加、减运算封闭。

若反复运用这一性质,易知a b |及c b |,则对于任意的整数v u ,有)(|cv au b ±。

更一般,若n a a a ,,,21L 都是b 的倍数,则)(|21n a a a b +++L 。

或着i b a |,则∑=ni i i b c a 1|其中n i Z c i ,,2,1,L =∈;(3)若a b |,则或者0=a ,或者||||b a ≥,因此若a b |且b a |,则b a ±=;(4)b a ,互质,若c b c a |,|,则c ab |;(5)p 是质数,若n a a a p L 21|,则p 能整除n a a a ,,,21L 中的某一个;特别地,若p 是质数,若n a p |,则a p |;(6)(带余数除法)设b a ,为整数,0>b ,则存在整数q 和r ,使得r bq a +=,其中b r <≤0,并且q 和r 由上述条件唯一确定;整数q 被称为a 被b 除得的(不完全)商,数r 称为a 被b 除得的余数。

初等数学研究学年论文

初等数学研究学年论文

浅谈因式分解的解题方法和技巧刘永青系别:数学系专业:数学与应用数学班级:1501班学号:***********摘 要 因式分解在初中数学中占据着重要的地位,它是我们解决一元二次方程和高次方程必不可少的方法,对于分式的运算也影响甚大。

本文主要是讲述因式分解的解题方法和技巧。

通过由浅入深,循循渐进地介绍提公因式法、分组分解法、十字相乘法等解题方法。

理论结合例题,使这些方法更加易于理解。

关键词 多项式;因式分解;例题;方法1 引言众所周知,因式分解是中学数学里最重要的恒等变形之一。

在初等数学中,因式分解被广泛应用。

它是我们在解题中不可缺少的有力工具。

然而,在因式分解的学习过程中有太多的坎坷。

这是由因式分解方法灵活、技巧性强的特点所决定的。

这些方法与技巧,不仅是掌握因式分解内容所必需的,对于以后学习的其他代数内容(如:分式)也是不可缺少的前提条件。

这些方法和技巧对提高解题技能和思维能力,都有着十分独特的作用。

那么在因式分解的常规解题中有哪些方法和技巧呢?我们又该侧重于哪些解题方法?在什么情况下应该用什么方法?现在,就请和我一起在本文中寻找这些问题的答案吧。

2 因式分解的概念、解题方法和技巧首先我们要了解什么叫因式分解。

教材中是这样定义的:把一个多项式化为几个最简整式的积的形式,这种变形叫做把这个多项式因式分解,也叫作分解因式。

2.1 提公因式法如果多项式各项都有公因式,那么我们可以把每项的公共部分提取出来。

这种把公因式提出来再进行因式分解的方法就是提公因式法。

注意提取之后的式子若能分解要继续分解,直到不能再继续分解。

现在通过一个例子来看看这种简单的方法是怎样使用的。

例1.分解因式:321688x x x +-分析:一眼看过去很显然这个多项式每项都有8x ,这就是我们讲的多项式中的公因式。

先将其从每一项拿出来,会发现剩下的221x x +-仍然可以分解,那么就要将221x x +-继续分解。

28(21)8(1)(21)x x x x x x =+-=+-解:原式 小结:当你发现一个多项式的每一项都有公因式,这时就可以考虑提公因式法。

初等数学教育论文范文

初等数学教育论文范文

初等数学教育论文范文在数学教学中,我们特别希望有一个充满乐趣的课堂,希望学生都能踊跃提问,可以不断发现问题,从而培养学生的数学学习兴趣。

因此在数学教学过程中,我们只是单纯地对学生进展系统的数学方法的培养,却忽略了对学生良好的数学问题意识的培养;理论证明,良好的数学学习意识是学好数学的根底,也是不断钻研进取的动力,是勇于创新的先决条件。

因此要培养学生良好的数学学习习惯,首先要培养学生良好的数学问题意识。

小学生正处在对周边事物好奇的年纪,他们会对生活中的很多问题发出疑问,但在数学课堂上,真正勇于发问的并不多。

这其中固然存在胆量的问题,但更多的是小学生的数学问题意识冷淡。

小学生年龄小,所学的数学问题也是循序渐进的,也许在小学养成一个良好的学习习惯比100分更重要。

但这就不存在问题了么?不,孩子的天性决定了他们的思想会稀奇古怪,不管这个问题有没有意义,在他们看来都一样,那就是:不明白。

既然不懂就要问。

但看看小学生的课堂,不是静悄悄,就是乱哄哄。

静悄悄是老师在,老师让干什么就什么。

乱哄哄就是解放了天性,但不得要点。

小学生课堂提问少有几个现象:一是学会了,没有要问了。

二是学生懒惰,根本懒得去想。

只要能解决问题就行,方法不重要。

三就是课上根本没听懂,脑子一片空白,不知道要提问什么。

这种现象的造成有很多原因,就小学生本身来说,性格是一方面,习惯是一方面,知识储藏和探究精神也是一方面。

一般内向的孩子提问问题的频率比外向的孩子提问问题的频率低。

在学习中他们习惯了被动承受,当解决完一个问题后不会去深化考虑有没有捷径。

比较三年级和四年级,四年级的孩子提问的问题更丰富,更有想象力。

这就跟丰富的知识储藏和良好的数学知识构造有关。

就老师而言,老师的权威制约了学生对问题的提出。

很多学生不是没有问题,而是不敢提问问题,长期的压抑之后就习惯不提问问题了。

初中生较小学生比,年龄、心智都有了很大提升,对数学问题的解决才能也有了较大幅度的进步,但学生提问问题的才能随着年龄的增长在逐步降低。

初等数论论文

初等数论论文

突出师范特色改革初等数论教学[摘要]本文介绍了初等数论课程教学中,不断进行教学内容和教学方法的改革,加强对高师生师德、授课能力、创新精神和实践能力培养的一些做法和体会。

[关键词]初等数论教学创新精神和实践能力高师生授课能力作为培养未来中小学教师的高等师范院校,在课堂教学中突出师范特色,加强对高师生进行师德教育,培养学生的授课能力,加强学生创新精神和实践能力的培养显得尤为重要。

一、改革初等数论教学内容,加强高师生的教师素养培养1.结合初等数论教学,对高师生进行师德教育我国数学家对数论这门学科的发展有过重大的贡献,结合初等数论课程的有关内容,介绍我国数学家在数论领域的伟大成就,能增强民族自豪感,激发学生的爱国主义思想感情。

同时,结合初等数论的教学对学生进行辩证唯物主义教育、科学求实精神的教育。

如在讲不定方程这一节时,介绍世界上最早提出不定方程的是我国的《九章算术》,比欧洲早200多年。

在讲同余方程这一节时,介绍世界上最早提出同余方程组的是我国的《孙子算经》中的孙子定理(即中国剩余定理)。

在讲数论与中学教学的联系时,介绍我国中学生在国际数学奥林匹克竞赛(IMO)上屡获佳绩,多次获得团体总分第一名的优异成绩。

还介绍华罗庚在数论中的伟大成就,如“华氏定理”、“华氏不等式”。

在介绍华罗庚、闵嗣鹤等数论学者甘为人梯,举办数论讨论班,指导年轻数学家(如王元、陈景润、潘承洞等)摘取“数学王冠上的宝石”的高贵品质,对学生进行师德教育。

在讲到高次不定方程时,介绍费马大定理,1637年前后由法国数学家费马提出,一代又一代数学家历经350多年的不懈努力,到1993年由英国数学家怀尔斯最后证明,来激发学生勇于探索,科学求实的学习风气。

2.结合中学数学教学,改革初等数论的教学内客。

作为一个高等师范院校,数学与应用数学专业的培养目标是德、智、体、美等全面发展的合格中学数学师资及其他数学专门人才,我们数学系的大多数毕业生要从事中学数学教学,因此,我们的教学要注重与中学数学教学结合起来。

初等数学研究小论文

初等数学研究小论文

初等数学研究小论文初等数学研究小论文初等数学研究的相关论文已经为大家整理好了哦,各位,我们一起看看,一起阅读吧!初等数学研究小论文【摘要】《初等数学研究》是高校数学系师范专业的一门重要的专业课,从中学数学教学需要出发,立足中学数学教材,适当充实延拓,在理论、观点和方法上适当予以提高,为师范生尽快适应中学的教学工作打下必要的基础。

本文对课程的教学思想、教学目标、教学方法改革等方面进行相关的探讨及总结。

【关键词】初等数学研究;教学思想;教学方法;改革一、课程改革的背景随着教育部《全日制义务教育数学课程标准》及《初中数学课程标准》的颁布,不同的人在数学上得到不同的发展等基本教学理念不仅对中小学教师提出更高要求,也对高校数学师范教育提出更高的要求和挑战。

教师要引导学生自主探索和合作交流,以适应新形势的教学要求。

《初等数学研究》包括初等代数研究和初等几何研究两部分内容,是高校数学系师范专业的一门重要专业课,在我校是大三开设的一门专业核心必修课。

其教材一般是根据课程大纲要求,从中学数学教学需要出发,立足中学数学教材,适当充实延拓,在理论、观点和方法上适当予以提高,为师范生尽快适应中学的教学工作打下必要的基础。

通过对本课程的学习,使学生掌握系统的初等数学知识,可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,从而提高学生的逻辑思维,观察分析综合推究等数学能力,为学生将来当数学教师并能愉快地胜任中学数学教学作了准备。

它和《中学教材教法》都是训练中学数学教学技能,培养和提高学生从师任教能力与素养的重要课程。

二、教材存在的问题在教学工作中发现:1.教材内容比较抽象该门课程主要是关于理论体系完整和纯理论及方法的研究,而这些东西的大部分基础内容已为学生所知晓,故学生比较松懈,但将问题展开后,还是觉得有些吃力。

比如,几何中的轨迹命题的探求、证明完备性和纯粹性的证明,特别是纯粹性的证明学生不知如何下手,甚至已知什么,要证明什么都搞不清楚,更无法用准确的数学语言阐述,且逻辑性不强,故学生学习的积极性不高,妨碍了该专业培养目标的全面实现。

初等数论学习心得[终稿]

初等数论学习心得[终稿]

《初等数论》学习心得要写学习心得并不是什么难事,不过我觉得这一次的学习心得又有些不太一样的地方。

在选课的时候,我并不盲目跟随,不仅仅是为了拿学分,我有自己的想法。

因为,作为一个即将走向教师讲台的师范类数学专业的毕业生,如果连一些比较基本的东西都不了解,那怎么能够在学生面前讲解呢。

基于此,我选择了《初等数论》这门课程,并希望能在此收获一些东西。

虽然之前就了解过一些关于数论的知识,但仅仅是皮毛上的了解,再说也不能系统地接触到这门课程。

不过,通过这几节课的学习,我对初等数论》这门课程有了进一步的了解和认识。

通过一个多星期的学习,我了解到这门课程主要研究的一些内容。

一、整除理论。

引入整除、因数、倍数、质数与合数等基本概念。

这一理论的主要成果有:唯一分解定理、裴蜀定理、欧几里德的辗转相除法、算术基本定理、素数个数无限证明。

二、同余理论。

主要出自于高斯的《算术研究》内容。

定义了同余、原根、指数、平方剩余、同余方程等概念。

主要成果:二次互反律、欧拉定理、费马小定理、威尔逊定理、孙子定理(即中国剩余定理)等等。

三、连分数理论。

引入了连分数概念和算法等等。

特别是研究了整数平方根的连分数展开。

主要成果:循环连分数展开、最佳逼近问题、佩尔方程求解。

四、不定方程。

主要研究了低次代数曲线对应的不定方程,比如勾股方程的商高定理、佩尔方程的连分数求解。

也包括了4次费马方程的求解问题等等。

五、数论函数。

比如欧拉函数、莫比乌斯变换等等。

六、高斯函数。

在数学领域,高斯函数在厄尔米特多项式的定义中起着重要作用。

我知道一个星期的时间是不可能把《初等数论》这门课程学得很好的,只能大致的了解它的全貌或者说是对某一部分的内容进行研究。

在这些天的学习中,我对数学这个浩瀚海洋里的《初等数论》部分的内容有了更进一步的认识,这为我以后走上教学岗位,提升专业素养有着不可分割的关系,也许就是这么一些点点滴滴的学习和积累才能让一个数学教师在自己的三尺讲台上站得更稳,才能成为学生眼中知识渊博的老师。

初等数学研究论文

初等数学研究论文

正、余弦定理在三角形中的应用——08数学二班 庞家旭(080501231)正、余弦定理是揭示三角形边、角之间定量关系的两个重要定理, 它将三角形的边和角有机的结合起来, 是解决有关三角形问题的有力工具。

1. 利用正余弦定理解三角形的边当已知三角形的两个边和任一角,求其他边或者已知三角形的两个角和一条边,求其他的边,都可以用正余弦定理来解决,但在用的时候往往要用到技巧转化。

例1 在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,已知,则c=( )A.1B.2 分析1:当把c 看作是已知时,由题目能得三边一角的关系,于是用余弦定理能求c的值。

解法1:由 得: 整理得:解之得:c=2分析2:当只注意到题目给的已知条件时,可以先利用正弦定理求出∠B ,再得出∠C ,最后可得出c 的值。

解法2:由 得 由大边对大角,可得: 于是 则△ABC 是直角三角形,且c 是斜边,所以 2. 利用正余弦定理解三角形的角,13A a b π===1C D 222cos 2b c a A bc +-=213cos 32c cπ+-=220c c --=sin sin a b A B =1sin sin 1sin 2b A B a π⨯===6B π=2C A B ππ=--=2c ==在三角形中,已知三角形的各边之间的比例关系,要求三角形的角,都可以运用正余弦定理来解决,但有时需要用技巧进行等价变化。

例2 在△ABC 中,a 、b 、c 分别是∠A ,∠B ,∠C 的对边长,已知a 、b 、c成等比数列,且a 2-c 2=ac-bc ,求∠A 的大小及 的值。

分析:因给出的是a 、b 、c 之间的等量关系,要求∠A ,需找∠A 与三角形的关系,故可用余弦定理。

由b 2=ac 用正弦定理可求 的值。

解:Ⅰ.∵a 、b 、c 成等比数列,∴b 2=ac又a 2-c 2=ac-bc,∴b 2+c 2-a 2=bc 在△ABC 中,由余弦定理得∴∠A=60° Ⅱ.在△ABC 中,由正弦定理得 ∵b 2=ac ,∠A=60°, Ⅱ.解法二:在△ABC 中,由面积公式得∵b 2=ac ,∴csinA=bsinB 总结:解三角形时,当找到三边一角之间的关系时,常用余弦定理。

数论论文

数论论文

关于欧拉定理问题及其应用摘要:从欧拉定理的证明为切入口,探讨欧拉定理证明所体现数学思想方法,在此基础上探究其应用。

关键词:欧拉定理,数学思想方法,应用。

在初等数论中,关于欧拉定理问题的理解、应用以及体现出的数学思想方法是理解数学中其他知识的基础,但目前各种教材对这类问题的提出和总结的不够,尤其对它所体现的数学思想方法。

为了加深对欧拉定理的有关理解,本文从欧拉定理的证明为切入口,探讨欧拉定理证明所体现数学思想方法,在此基础上探究其应用。

一、欧拉定理和其推论的证明(一)欧拉定理的证明及其体现的数学思想方法1.定理(Euler):设n是大于1的整数,(a,n)=1,则a^φ(n) ≡ 1 (mod n)证明:首先证明下面这个命题:对于集合Zn={x1,x2,...,xφ(n)},其中xi(i=1,2,…φ(n))是φ(n)个n的素数,且两两互素,即n的一个化简剩余系,(或称简系,或称缩系),考虑集合S = {a*x1(mod n),a*x2(mod n),...,a*xφ(n)(mod n)} 则S = Zn1) 由于a,n互质,xi也与n互质,则a*xi也一定于p互质,因此任意xi,a*xi(mod n) 必然是Zn的一个元素2) 对于Zn中两个元素xi和xj,如果xi ≠ xj 则a*xi(mod n) ≠ a*xi(mod n),这个由a、p互质和消去律可以得出。

所以,很明显,S=Zn既然这样,(a*x1 ×a*x2×...×a*xφ(n))(mod n) = (a*x1(mod n) × a*x2(mod n) × ... × a*xφ(n)(mod n))(mod n)= (x1 × x2 × ... ×xφ(n))(mod n)考虑上面等式左边和右边左边等于(a*(x1 × x2 × ... × xφ(n))) (mod n)右边等于x1 × x2 × ... ×xφ(n))(mod n)而x1 × x2 × ... ×xφ(n)(mod n)和n互质根据消去律,可以从等式两边约去,就得到:a^φ(n)≡ 1 (mod n)证明:设集合{A1,A2,...,Am}为模n的一个缩系(若整数A1,A2,...,Am模n分别对应0,1,2,...,n-1中所有m个与n互素的自然数,则称集合{A1,A2,...,Am}为模n的一个缩系)则{a A1,a A2,...,a Am}也是模n的一个缩系(如果a Ax与a Ay (x不等于y)除以n余数相同,则a(Ax-Ay)是n的倍数,这显然不可能)即A1*A2*A3*……Am≡aA1*aA2*……aAm(mod n) (这里m=φ(n))两边约去A1*A2*A3*……Am即得1≡a^φ(n)(mod n)2.(例题)设(a, m) = 1, d是(d,a)≡1(mod m)成立的最小正整数,则(i)d/ mϕ(ii)对于任意的 I , j , 0 ≤ I , j ≤,d-1 , I ≠ j , 有j i aa≡ (mod m)解:(i) 由Euler 定理,0d≤)(mϕ(因)(mϕ满足同于式,而0d是最小的)因此,由带余除法,有)=(mϕ= qd+r,q∈Z, q>0 ,0≤r<0d. 因此,由上式及0d的定义,利用定理1,我们得到 1≡r(mod m) 即整数r满足1≡ra(mod m) , 0 0dr<≤由0d的定义可知必是r=0 ,即)(/0mdϕ(ii): 若式(3)不成立,则存在I , j, 0i≤, j 10-≤d, 使得jiaa≡(mod m). 因ij≠, 所以不妨设i<j . 由jiaa≡(mod m). m/(jiaa≡) m/() 1--jijaa,因为(a,m)=1, 所以m/( )1--j ia ,即 1≡-jia(mod m) , 0<i-j<0d . 这与0d的定义矛盾,所以式(二)欧拉定理的推论的证明及其体现的数学思想方法1.推论(Fermat定理)若p是素数,则(a ,p ) ≡.(modpa)证明:若(a,p)=1 ,由定理1及£3定理5即得(a ,p ) ≡.(modpa)若(a,p)≠1,则p/a,故a p ).(modpa≡2.(例题)1841 1777(mod41),a≡求a在0到41的值解:因为41是素数,所以由费马定理有40 17771(mod41)≡,而1841=46*40+1,所以1841,1777177714(mod41)≡≡,a=14二、有关于欧拉定理的应用问题(一)欧拉定理对循环小数的应用定理1.有理数a/b,0<a<b ,(a ,b)=1 ,能表成纯循环小数的充分必要条件是(b ,10)=1证明:(i)若a/b能表成纯循环小数,则由0<a/b<1及定义知 a/b=0.1a2a …….ta1a2ata…..因而t10a/b=110-t1a+210-t2a+……..+101-ta+ta+0.1a2a…….ta1a2a….ta…..=q+a/b,q>0.故a/b=q/(t 10-1) 即a(t 10-1)=bq .由 (a ,b)=1 即得b/(t 10-1), 因而(b ,10)=1 (ii) 若(b ,10)=1,则由定理1知有一正整数 t使得 t 10≡1(modb), 0<t≤(b) 成立,因此t 10 a=qb+a,且 0<q<t 10a/≤t 10(1-1/b)< t10-1 故t10a/b=q+a/b 令 q=10q+ta,q=102q+1-ta,…………,1-t q=10tq+1a,09≤≤ia,则q= tttttaaaq++++--11110.......1010.由0<q<1101--t,即得tq=0,且1a2a …….ta不全是9,也不全是0。

初等数论论文

初等数论论文

初等数论“整除”【摘要】本文主要讲述整除和有关整除问题【关键词】整除整除问题是数学学习的一大方面,无论小学,中学,还是高中,甚至大学数学都有关于整除的问题。

理解掌握整除的概念、性质及某些特殊数的整除特征,可以简单快捷地解决许多整除问题。

现在对整除问题做下整理,以方便关于整除问题的学习,来了解、深入的探讨整除问题。

一、整除的定义:当两个整数a和b(b≠0),a被b除的余数为零时(商为整数),则称a被b整除或b整除a,也把a叫做b的倍数,b叫a的约数,记作b|a,如果a被b除所得的余数不为零,则称a不能被b整除,或b不整除a,记作b a.注:a , b作除数的其一为0则不叫整除。

二、数的整除性质:(1)对称性:若甲数能被乙数整除,乙数也能被甲数整除,那么甲、乙两数相等。

记作:a|b,b|a,则a=b。

( 2)传递性:若甲数能被乙数整除,乙数能被丙数整除,那么甲数能被丙数整除。

记作:若a|b,b|c,则a|c。

(3) 若两个数能被一个自然数整除,那么这两个数的和与差都能被该自然数整除。

记作:如果b∣a,b∣c那么b∣a±c.(4) 几个数相乘,若其中有一个因子能被某一个数整除,那么它们的积也能被该数整除。

(5) 若一个数能被两个互质数中的每一个数整除,那么这个数也能分别被这两个互质数的积整除。

记作:若a|b,c|b,(a,c)=1, 则ac|b。

(6) 若一个数能被两个互质数的积整除,那么,这个数也能分别被这两个互质数整除。

记作:若ac|b,(a,c)=1, 则a|b,c|b。

(7) 若一个质数能整除两个自然数的乘积,那么这个质数至少能整除这两个自然数中的一个。

(8) 若a|b,m≠0,则am|bm。

(9) 若am|bm,m≠0,则a|b。

(10)若c|a,c|b,则c|(ma+nb),其中m、n为任意整数(这一性质还可以推广到更多项的和)三、整除特征(1)1与0的特性:1是任何整数的约数,即对于任何整数a,总有1|a.0是任何非零整数的倍数,a≠0,a为整数,则a|0.(2)若一个整数的末位是0、2、4、6或8,则这个数能被2整除。

浅谈初等数论

浅谈初等数论

西华师范大学数学与信息学院初等数论学科论文报告数学与信息学院09级4班王佳学号:************12月21日浅谈《初等数论》的教与学在此主要谈论的是数论的理论概述,历史发展,初等数论内容。

理论概述:初等数论是研究数的规律,特别是整数性质的数学分支。

它是数论的一个最古老的分支。

它以算术方法为主要研究方法,主要内容有整数的整除理论,同余理论,连分数理论和某些特殊不定方程。

换言之,初等数论就是用初等、朴素的方法去研究数论。

另外还有解析数轮(用解析的方法研究数论。

)、代数数论(用代数结构的方法研究数论)。

历史发展:古希腊毕达哥拉斯是初等数论的先驱。

他与他的学派致力于一些特殊整数(如亲和数、完全数、多边形数)及特殊不定方程的研究。

公元前4世纪,欧几里德的《几何原本》通过102个命题,初步建立了整数的整除理论。

他关于“素数有无穷多个”的证明,被认为是数学证明的典范。

初等数论已经有2000年的历史,公元前300年,欧几里得发现了素数是数论的基石,他自己证明了有无穷多个素数。

公元前250年古希腊数学家埃拉托塞尼发明了一种筛法。

2000年来,数论学的一个最重要的任务,就是寻找一个可以表示所有素数的统一公式,或者称为素普遍公式,为此,人类耗费了巨大的心血。

後来发现埃拉托塞尼筛法可以转换成为一个素数产生的公式。

公元3世纪,丢番图研究了若干不定方程,并分别设计巧妙解法,故后人称不定方程为丢番图方程。

17世纪以来,P.de费马、L.欧拉、C.F.高斯等人的工作大大丰富和发展了初等数论的内容。

古代中国公元3世纪,丢番图研究了若干不定方程,并分别设计巧妙解法,故后人称不定方程为丢番图方程。

17世纪以来,P.de费马、L.欧拉、C.F.高斯等人的工作大大丰富和发展了初等数论的内容。

古代中国中国古代对初等数论的研究有着光辉的成就,《周髀算经》、《孙子算经》、《张邱建算经》、《数书九章》等古文献上都有记载。

孙子定理比欧洲早500年,西方常称此定理为中国剩余定理,秦九韶的大衍求一术也驰名世界。

初等数论论文

初等数论论文

初等数论论文引言初等数论是研究自然数的性质和关系的数学分支。

自古以来,人们就对数的性质产生了浓厚的兴趣,而初等数论正是对数的一系列性质进行系统研究的学科。

本文将介绍初等数论的基本概念、性质以及应用领域。

一、初等数论的基本概念1.自然数:自然数是指从1开始的整数数列,即1, 2, 3, 4, …。

2.整除关系:对于任意两个自然数a和b,如果b能够整除a,即a是b的倍数,那么我们称b为a的约数,a为b的倍数。

用数学符号表示为b | a。

3.最大公约数:对于两个非零整数a和b,能够同时整除它们的最大的正整数,称为它们的最大公约数。

用数学符号表示为gcd(a, b)。

4.素数:素数是只能被1和自身整除的正整数,不包括1。

例如,2、3、5、7等都是素数。

5.质因数分解:对于一个大于1的自然数,可以将它表示为几个素数的乘积的形式,这个过程称为质因数分解。

二、初等数论的性质1.唯一分解定理:任意一个大于1的自然数都可以唯一地表示为一系列素数的乘积。

2.素数无穷性:素数是无穷多的。

3.质数间的差距:任意两个相邻的自然数之间必然存在一个素数。

4.最大公约数和最小公倍数:对于两个自然数a和b,它们的最大公约数与最小公倍数之间存在特定的关系,即gcd(a, b) * lcm(a, b) = a * b。

5.费马小定理:对于任意一个素数p和不是p的倍数的自然数a,a^(p-1) ≡ 1 (mod p),其中mod表示取余运算。

三、初等数论的应用领域初等数论在密码学、密码学和计算机科学等领域有着广泛的应用。

1.密码学:初等数论提供了很多用于构建密码系统的算法,如RSA加密算法和椭圆曲线密码算法。

这些算法的安全性都基于数论的基本性质。

2.密码破解:初等数论的方法在密码破解中也有重要应用,如通过分解大整数来破解RSA加密算法。

3.网络安全:初等数论方法可以应用于网络安全领域,用于验证数字签名、构建安全协议等。

4.数据压缩:初等数论的方法在数据压缩算法中也有应用,如哈夫曼编码算法利用字符出现的频率分布进行压缩。

对初等数论第五版总结

对初等数论第五版总结

对初等数论第五版总结我看这初等数论第五版啊,就像在看一个装满宝贝的匣子。

我一页一页翻着的时候啊,就感觉像是在和那些数啊、定理啊在聊天。

我看到那些数论里的整除概念,就仿佛看到一群规规矩矩排队的小娃娃,每个数都有它自己的位置,谁能整除谁,那都是清清楚楚的。

那感觉就像是村子里分粮食,大口袋能装小口袋好几倍的量,大口袋就把小口袋的粮食给“整除”了。

我一边看一边琢磨,这时候要是旁边有个人跟我搭话,我可能都听不见呢。

再说说同余这个事儿,同余就像是一群穿着同样颜色衣服的娃娃,他们虽然数量不一样,但是在某个规则下,就像是同一类的。

比如说啊,就像一群小动物,兔子耳朵长的、短的,但是只要都是白色的,在颜色这个规则下,那就是同余的。

我当时学这个的时候,那眉头皱得啊,就像拧成了麻花。

可是等我突然想明白了,那高兴劲儿啊,就像捡到了宝。

还有那欧几里得算法,我就感觉像是两个高手过招。

一个数拿着自己的大小,另一个数也拿着自己的大小,你来我往的,互相减啊除啊,最后得出那个最大公因数。

我就想象着这两个数就像两个武林高手,在一个擂台上比试,旁边的小数字们都在呐喊助威呢。

我学这个算法的时候,刚开始老是算错,我就对着那书本嘟囔:“你这东西咋就这么难呢?”可是慢慢熟练了,就觉得它也挺可爱的。

数论里那些关于素数的内容也特别有意思。

素数就像一个个孤独的侠客,它们只能被1和自己整除,就像那些独来独往的大侠,谁也不靠,就靠自己在数字的江湖里闯荡。

我有时候看着那些素数,就想啊,这数字的世界里也有这么多独特的存在呢。

我记得我跟朋友聊起这个,朋友还打趣说:“你这是跟数字过日子呢,整天念叨这些。

”我就回他:“你不懂,这里面的乐趣大着呢。

”在这初等数论第五版里,到处都是这样有趣的东西。

有时候看得我晕头转向,有时候又让我哈哈大笑。

这就像生活一样,有苦有甜,但是只要你用心去感受,就总能发现那些让你惊喜的地方。

浅析小学教育专业初等数论课程例题和练习题论文

浅析小学教育专业初等数论课程例题和练习题论文

浅析小学教育专业初等数论课程例题和练习题论文浅析小学教育专业初等数论课程例题和练习题论文1小学教育专业开设初等数论课程的必要性初等数论是一门古老的数学基础学科,主要研究整数的基本性质,它的理论和方法已广泛用于现代密码学、算子理论、最优设计、组合代数及信息科学等诸多领域.师范院校小学教育专业开设的初等数论课程作为一门专业主干课程,主要研究整数的整除与同余及不定方程,其中的许多内容如整除、约数、倍数、分解质因数等概念和性质都是现行小学数学的主要内容,对小学数学的教学和研究具有重要的指导作用,而小学教育专业的数学类课程设置的目标是为了培养合格的小学数学教师,所以小学教育专业开设初等数论课程很有必要。

由于初等数论要求论证严格,所以它是进行思维训练的有效工具,学习初等数论能发展学生的逻辑数学思维能力。

数论的许多问题本身很容易弄懂,容易引起人们的兴趣,例如哥德巴赫猜想,但要想解决却非常困难。

古今中外许多数学家都是由于被数论问题吸引而投身数学研究,并做出了巨大的贡献,在初等数论课程中有许多简明而又具创造性的问题,它们都是培养学生创造性的很好材料,所以学习初等数论能激发学生对数学的兴趣和创造力。

2小学教育专业初等数论课程例题和练习题的重要性例题和练习题是初等数论教材的重要组成部分,例题是实现课程目标、实施教学的重要资源,具有示范引领、揭示方法、介绍新知、巩固新知、思维训练等功能,而练习题则是将所学的知识进行应用的一个载体,也是教师检查学生学习状况的一个手段,所以初等数论课程的例题和练习题的选择很重要.当前高等院校数学系所开设的初等数论课程所用的教材虽然由于使用的时间长教材所配置的例题和练习题大部分比较合适,但也存在例题和练习题都偏少且练习题难度偏大和基础性的题目所占比例太小等问题[}z},更何况小学教育专业是最近几年开设的新专业,所用的教材也是近几年编的,大部分的教材在教材内容的选取上比较适合小学教育专业,但例题和练习题的配置大部分是照搬数学系所用的题目,或者是为了应用某个定理而生造一些例题和练习题,因而很多例题和练习题不适合小学教育专业,尤其是与小学数学教学没有多少联系。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

初等数论结课论文
一.课程感悟 初等数论是研究数的规律,特别是整数性质的数学分支,它是数论的一个最古老的分支。

它以算术方法为主要研究方法,主要内容有整数的整除理论、同余理论、连分数理论和某些特殊不定方程。

换言之,初等数论就是用初等、朴素的方法去研究数论。

这学期我在初等数论的学习中,从学习方法和解题思路上明显感觉出有别于之前学的的数学分析和高等代数等数学课程,那种学习中学数学的熟悉感觉又回来了。

可能在难度上这门课程并不逊色于其他,但是对于我却更容易接受这门课程的内容。

二.连分数的学习
1.连分数的定义
若 为整数 , ,… 皆为正整数,则
叫简单连分数。

2.要把一个分数写成连分数,只要不断的把分子分母同除以分子,将分子化为1,。

如: 121211121251211213725219937+++=++=+==[0;2,1,2,12]
当然,连分数也可写成分数,如
30433013113421
14
131211=+=++=+++
3.早在公元前三世纪,欧几里德就发现了一个较优的求连分数算法——辗转相除法,实际上就是中学求最大公约数的辗转相除法。

例如:用辗转相除法求942和1350的最大公约数。

012341111a a a a a +++++0a 1a 2a
13504081942942
9421262408408
408303126126
126643030
30506=+=+=+=+=+
135011194221
31
450=++
+++代入得:
4.连分数的应用。

例如:求斐波那契数列前项与后项之比的极限(黄金比)
122111212211
1112
-====+=
++
三.结课感悟
数论与其他科目相比有很大的不同,内容上主要是引进了一些全新的数学思想,特别是最大公因数、最小公倍数、不定方程等;从形式上讲,学习方式也很不一样,初等数论一周只有2节课,课程进度快,所以对学生自学能力的要求也就非常高。

所以从某种意义上讲,大学生应形成不懂先思考的良好学习作风,并自觉培养自身的抽象思维能力,对于某些题目是由于自己的思路不清晰,一时难以得出解答方法的时候,应先让自己的头脑冷静下来,重新认真分析题目,尽量通过自己的思考去解决。

其次就是要学会自我思考,换位思考。

如果确实无法解答出,再请教他人或看解析书,不要留有疑问。

一个定理要想真正融会贯通,就要多看,多做题。

经过最近这段时间对初等数论的学习,我更加明确的认识到,这和之前我所理解的数学是有所不同的。

例如在求最大公因数这一板块,以前学的方法是分解质因数法、短除法、辗转相除法,而数论则是在辗转相除法的基础上,再深一层次的知识。

正如老师所说,数论不仅对以后走上讲台所需要用到的数学知识联系非常密切,而且还对我们培养严谨的数学思维具有良好的帮助,这对我们这种师范类数学专业的学生来说无疑是非常重要。

相关文档
最新文档