初等数论适合初中生,如果对此感兴趣,在课余时间可以学一学。
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。另外还有解析数论(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)。
初等数论有以下几部分内容:
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。也包括了四次费马方程的求解问题等等。
5、数论函数。比如欧拉函数、莫比乌斯变换等等。
6、高斯函数。
以上内容参考:百度百科-初等数论
用现代符号表达,秦九韶“正负开方术”的思路如下:对任意给定的方程
f(x)=a0xn+a1xn-1+……+an-2x2+an-1x+an=0 (1)
其中a0≠0,an<0,要求(1)式的一个正根。秦九韶先估计根的最高位数字,连同其位数一起称为“首商”,记作c,则根x=c+h,代入(1)得
f(c+h)=a0(c+h)n+a1(c+h)n-1+……+an-1(c+h)+an=0
按h的幂次合并同类项即得到关于h的方程:
f(h)=a0hn+a1hn-1+……+an-1h+an=0 (2)
于是又可估计满足新方程(2)的根的最高位数字。如此进行下去,若得到某个新方程的常数项为0,则求得的根是有理数;否则上述过程可继续下去,按所需精度求得根的近似值。
如果从原方程(1)的系数a0,a1,…,an及估值c求出新方程(2)的系数a0,a1,…,an的算法是需要反复迭代使用的,秦九韶给出了一个规格化的程序,我们可称之为“秦九韶程序”, 他在《数书九章》中用这一算法去解决各种可以归结为代数方程的实际问题,其中涉及的方程最高次数达到10次,秦九韶解这些问题的算法整齐划一,步骤分明,堪称是中国古代数学算法化、机械化的典范。
“中国剩余定理”解的题目其实就是“余数问题”
同余知识:
如果整数a、b都除以自然数n,所得余数相同,就称为a与b对于模n同余,记作a≡b(modn).
例如13与8分别除以5, 所得余数都是3,所以13与8对于模5同余,即13≡8(mod5).
T同余的常用性质:
⑴如果两个整数a与b对于模n同余,那么它们的差一定能被n整除.逆之亦真.
⑵同一个模n的两个同余式可以相加、相减、相乘.即如果 a≡b(mod n),c≡d(mod n),那么
A+c≡b+d(mod n), a-c≡b-d(mod n), a×c≡b×d(mod n).
⑶同余的两个数分别加上模的倍数后,仍然同余; 同余的两个数扩大同样的倍数后,仍然同余.
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