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求助

问下大佬这个引理 怎么证明

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IP属地:北京来自Android客户端1楼2024-03-23 19:45回复


    IP属地:北京来自Android客户端2楼2024-03-23 20:08
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      就是除了p以外 a^p+b^p,a+b 两数没有任何公因子 。
      LTE引理也好或者直接证明。
      若 素数q≠p,有a+b=qr ,则 (a^p+b^p)/(a+b)=a^(p-1)-a^(p-2)b+a^(p-2)b^2+.....-ab^(p-1)+b^(p-1)
      其模q 与 (-b)^(p-1)-(-b^(p-2)b+(-b)^(p-2)b^2+.....-(-b)b^(p-1)+b^(p-1) =b^(p-1) 同余。
      所以 (a^p+b^p)/(a+b) 不是q的倍数。
      也就是说 (a^p+b^p)/(a+b) 有异于 a+b的素因子。


      IP属地:北京3楼2024-03-23 20:26
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        这里的p应该是指奇素因子,假设a^p+b^p的每个素因子都整除a+b
        根据LTE引理,当a, b互素,对a+b的每个奇素因子r, νr(a^p+b^p)= νr(a+b)+νr(p)
        r≠p时 νr(p)=0,νr(a^p+b^p)= νr(a+b)
        r=p时 νr(p)=1,νr(a^p+b^p)= νr(a+b)+1
        因为p是奇数,所以ν2(a^p+b^p)= ν2(a+b)
        所以a^p+b^p=(a+b)*p
        (a^p-ap)+(b^p-bp)=0
        当a≥2, p≥3时,a^(p-1)≥p+1>p,即a^p> ap对任何正整数p都成立
        所以如果a, b≥2,(a^p-ap)+(b^p-bp)>0
        如果b=1,由a+b>3可知a≥3
        此时 (a^p-ap)+(b^p-bp)=a^p+1-(a+1)p
        而a≥3, p≥3时a^(p-2)≥p,a^p≥a²p>(a+1)p
        所以a^p+1-(a+1)p>1
        a^p+b^p=(a+b)p在题目条件下不可能成立,说明a^p+b^p 总有一个不整除a+b的素因子


        IP属地:北京来自Android客户端4楼2024-03-23 20:30
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