两个互质的数不能凑出来的数证明

当正整数A与B互质时,用A和B表示不出的最大数为A*B-A-B。

证明:

两个互质的数A、B(无论是否相差为1),最小公倍数为AB。

设a(n)为使式子a(n)B mod A = n成立的最小正整数,

其中n从1到A-1。可以证明,0<a(n)<A。

显然a(n)不可能为A的倍数。

如果a(n)>A,则有a(n)B mod A = (a(n)-A)B mod A = n,

:即a(n)-A也是使以上式子成立的正整数,但显然比a(n)小,

因此不是最小正整数。所以a(n)<A。

令n从1到A-1,由于所有的a(n)都小于A且显然各不相同

不可能同一个数除以A能得到两个不同的余数),

所以a(1)到a(A-1)就是1到A-1的一个排列。

这时,我们考察所有大于AB数X,

X=AB+mA+n,n为X除以A的余数。

我们先用B个A表示AB,m个A表示mA。

这时我们将把其中一些A换成B,使得余数n消失。

由上面的式子,a(n)B = pA + n,因此,可以用a(n)个B替换掉p个A。

而显然这时,pA=a(n)B-n<AB,即p<B,因此有足够的A被替换掉。

就是说,凡是大于AB的数都可以用A与B表示。

设A>B

进一步考察X小于AB但大于AB-A时的情况。

此时X=(B-1)A+n,n为X除以A的余数

先用B-1个A凑成(B-1)A。

然后我们将把其中一些A换成B,使得余数n消失。

由上面的式子,a(n)B = pA + n,因此,可以用a(n)个B替换掉p个A。

而显然这时,pA=a(n)B-n<AB,即p<B,因此有足够的A(B-1个足够了)被替换掉。

因此,AB-A到AB之间的数可以用A、B表示。

又显然AB-A是A的倍数,可以用A表示。

由于a(n)>0,而小于AB且大于AB-A的数都可以用若干个A及至少1个B表示出来,

因此将这些数都减掉一个B也能表示出来。

即大于AB-A-B但小于AB-B的数都用A、B表示得出来。

又由于A>B,所以AB-B>AB-A,即大于AB-A-B但小于AB-A的数都能表示出来。

也就是说凡大于AB-A-B的数都能表示出来。

假设AB-A-B可以用A和B表示,即AB-A-B=mA+nB,

移项可得(B-m-1)*A=(n+1)*B,而n+1>0,

也就是说等式两边不为0。

根据n+1<=A且A、B互质,只能有A=n+1,B-m-1=B,得出m=-1,

与前提矛盾。

所以,AB-A-B无法用A、B表示。

posted @ 2018-03-21 19:28  孟东行#  阅读(1244)  评论(2编辑  收藏  举报