02.27 歐幾里德的素數無限性的階乘解。

(一)。K個連續正整數階乘之積趣解。 先來看一個命題:

k 個連續正整數之積一定可以被 k!(k 的階乘) 整除,即,對於任意 非負整數 m 有 k! | (m+1)(m+2)...(m+k)。

歐幾里德的素數無限性的階乘解。


證明:

(m+1)(m+2)...(m+k)

= 1×2×... ×m×(m+1)×(m+2)×...×(m+k) / (1×2×... ×m)

= (m+k)!/m!

= k! [(m+k)!/(m!k!)]

而從a 個元素中任意選取 b 個元素的 可能組合數 為:

C(a, b) = a!/((a-b)!b!) (b≤a)

令 a = m+k, b = k,則有:

C(m+k, k) = (m+k)!/((m+k-k)!k!) = (m+k)!/(m!k!)

因此有:

(m+1)(m+2)...(m+k) = k!C(m+k, k)

C(m+k, k) 即,從 m+k 個元素中任意選取 k 個元素的 可能組合數,它 一定是個 正整數,這就說明 k! 一定整除 k!C(m+k, k) 也就是 整除 (m+1)(m+2)...(m+k)),即,

k! | (m+1)(m+2)...(m+k)

得證

當命題中,k = 5 時,k! = 5×4×3×2×1 = 120,於是我們說:5個連續正整數之積必能被120整除。

此命題的常見結論是:

任意 3 個連續正整數的積都可以被6整除;

任意 2 個相鄰正整數的積都可以被2整除;

這大家估計都見過。

和上面結論1,相關聯的另一個命題是:如果正整數 m 的 各位數(十進制)之和 是 3 的倍數,則 m 可以被 3 整除。

證明:

設,B = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9},令,

m = aᵣ10ʳ + aᵣ₋₁10ʳ⁻¹ + ... + a₁10¹ + a₀,(aᵣ, aᵣ₋₁, ..., a₁, a₀ ∈ B)

則:

m = aᵣ(10ʳ-1) + aᵣ₋₁(10ʳ⁻¹-1) + ... + a₁(10¹-1) + (aᵣ + aᵣ₋₁ + ... + a₁ + a₀)

而對於 n = 1, 2, ..., r 有:

10ⁿ - 1 = 9×10ⁿ + 9×10ⁿ⁻¹ + ... + 9×10 + 9

顯然 3 | 10ⁿ - 1,於是:

3 | aᵣ(10ʳ-1) + aᵣ₋₁(10ʳ⁻¹-1) + ... + a₁(10¹-1)

進而 只需要保持:

3 | aᵣ + aᵣ₋₁ + ... + a₁ + a₀

即,

m 的 各位數之和 被 3 的整除(也就是:m 的 各位數之和 是 3 的倍數)

則,

3 | m

得證

歐幾里德的素數無限性的階乘解。


(二)。歐幾里德的素數無限性的階剩解。 在自然數整數所含素數1,2,3,5,7, 。。。。。。的階乘,有什麼有趣的現象呢。 在大約公元前三百年前,歐幾里德在《幾何原本》中就證明了素數的無限性。.

歐幾里德的素數無限性的階乘解。

歐幾里德的素數無限性的階乘解。

歐幾里德的素數無限性的階乘解。

那麼,歐幾里德素數無限的公式階乘有什麼有趣的現象呢。哪就是素數的階乘尾數都是零,能被5和10整除,所以,古《奇門遁甲》中有:五日一元週二遁,十子一甲用皆同之說。


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