【題目】求具有下述性質的所有正整數(shù):對任意正整數(shù),.

【答案】所求的.

【解析】

對正整數(shù),設為正整數(shù)的標準分解中素因子2的方冪.,

其中表示正整數(shù)在二進制表示下的數(shù)碼之和,原命題等價于求所有正整數(shù),使得對任意正整數(shù),有.再證明所有符號條件的.

對正整數(shù),設為正整數(shù)的標準分解中素因子2的方冪.

其中,表示正整數(shù)在二進制表示下的數(shù)碼之和.

.

進而,由式①知本題等價于求所有正整數(shù),使得對任意正整數(shù),有.

接下來證明:所有符號條件的.

一方面,因為對任意正整數(shù),有,所以,符合條件.

另一方面,若不為2的方冪,設,為大于1的奇數(shù)).

下面構造一個正整數(shù),使得.

因為,所以,問題等價于選取的一個倍數(shù),使得.

,知存在正整數(shù),使得.

事實上,由歐拉定理,知可以取.

設奇數(shù)的二進制表示為,其中,,.

.

,且.

.

由于,故正整數(shù)的二進制表示中的最高次冪小于.

由此,對任意整數(shù)、,數(shù)的二進制表示中沒有相同的項.

,則的二進制表示中均不包含1.

故由式②知

.

因此,上述選取的滿足要求.

綜上,所求的.

練習冊系列答案
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