Помогите разобраться с доказательством.
Вроде разобрался с существованием. Предпологая, что перебирая числа и раскладывая их на простые множители я встретил число которое не раскладываеться на простые множители, то если число простое, то существование доказано, если число состановное, то его можно разложить на множители a и b которые больше единицы и меньше моего числа. Так как a и b меньше, то они раскладываются на простые потому, что меньшие числа я проверил, а значит и само число раскладываеться на простые множители.
Но я не могу понять доказательство о единстве.
Помогите пожалуйста разобраться.
Домашние задания: Математика
Основная теорема арифметики.
Предполагаешь, что есть два разложения.
Упорядочиваешь мнодители в них
А затем ищешь первое несовпадение. (после каждого совпадения отбрасываешь совпавшие множители)
Упорядочиваешь мнодители в них
А затем ищешь первое несовпадение. (после каждого совпадения отбрасываешь совпавшие множители)
Качественное доказательство ОТА легко ищется по запросу "Основная теорема арифметики Трушин". Борис Трушин в своём видео легко доказывает и существование и единственность.
Поскольку спрашивалось именно про единственность, то поясню подробнее именно про него, по пунктам.
1. Предполагаем, что существует число n, которое раскладывается на простые множители двумя разными способами. Его же мы вправе считать наименьшим среди таких чисел (перебираем несколько первых чисел, убеждаемся, что их разложение единственно).
2. Доказываем, что разложения n = p(1)*p(2)*...*p(k) = q(1)*q(2)*....*q(m) (где все простые сомножители упорядочены по возрастанию) таковы, что среди них нет одного и того же простого множителя, т. е. что для любых i от 1 до k и j от 1 до m выполняется p(i) ≠ q(j). Действительно, если бы там был одинаковый множитель, то сокращая на него, мы получили бы меньшее простое число, которое раскладывается двумя разными способами, а мы предположили, что n - самое маленькое.
3. Понимаем, что n - составное число (т. к. всякое простое можно единственным способом представить в виде произведения простых - его же и взять). Значит n ⩾ p(1)^2 (раз n - составное, то в нём есть хотя бы 2 простых множителя, и p(1) - самый маленький из его простых множителей). Аналогично n ⩾ q(1)^2. Причём одно из этих неравенств строгое (т. к. p(1) ≠ q(1)). Перемножая их и извлекая квадратный корень, получаем n > p(1)q(1)
4. Рассмотрим число c = n - p(1)q(1). Очевидно, оно натуральное и меньше n. Кроме того, т. к. n делится и на p(1), и на q(1), то и c делится на p(1) и на q(1).
5. Поскольку c < n, то оно единственным образом раскладывается на произведение простых. Тогда если оно делится на p(1), то в разложении c этот множитель p(1) обязан быть. Аналогично, среди множителей есть и q(1), и так как эти множители не равны друг другу, то в разложении c есть они оба, следовательно, c делится на их произведение p(1)q(1). Но т. к. c = n - p(1)q(1), то отсюда следует, что и n делится на p(1)q(1)
6. Итак, n делится на p(1)q(1), следовательно верно n = p(1)q(1)*d, где d - некоторое натуральное число. С другой стороны n = p1*p2*....*p(k). Приравнивая эти два разложения и сокращая на p(1), получаем q(1)*d = p2*...*p(k). Слева и справа - число, которое меньше n, и мы для него получили два разных разложения на простые (слева есть множитель q(1), а справа его нет). Получили противоречие, что доказывает единственность.
Поскольку спрашивалось именно про единственность, то поясню подробнее именно про него, по пунктам.
1. Предполагаем, что существует число n, которое раскладывается на простые множители двумя разными способами. Его же мы вправе считать наименьшим среди таких чисел (перебираем несколько первых чисел, убеждаемся, что их разложение единственно).
2. Доказываем, что разложения n = p(1)*p(2)*...*p(k) = q(1)*q(2)*....*q(m) (где все простые сомножители упорядочены по возрастанию) таковы, что среди них нет одного и того же простого множителя, т. е. что для любых i от 1 до k и j от 1 до m выполняется p(i) ≠ q(j). Действительно, если бы там был одинаковый множитель, то сокращая на него, мы получили бы меньшее простое число, которое раскладывается двумя разными способами, а мы предположили, что n - самое маленькое.
3. Понимаем, что n - составное число (т. к. всякое простое можно единственным способом представить в виде произведения простых - его же и взять). Значит n ⩾ p(1)^2 (раз n - составное, то в нём есть хотя бы 2 простых множителя, и p(1) - самый маленький из его простых множителей). Аналогично n ⩾ q(1)^2. Причём одно из этих неравенств строгое (т. к. p(1) ≠ q(1)). Перемножая их и извлекая квадратный корень, получаем n > p(1)q(1)
4. Рассмотрим число c = n - p(1)q(1). Очевидно, оно натуральное и меньше n. Кроме того, т. к. n делится и на p(1), и на q(1), то и c делится на p(1) и на q(1).
5. Поскольку c < n, то оно единственным образом раскладывается на произведение простых. Тогда если оно делится на p(1), то в разложении c этот множитель p(1) обязан быть. Аналогично, среди множителей есть и q(1), и так как эти множители не равны друг другу, то в разложении c есть они оба, следовательно, c делится на их произведение p(1)q(1). Но т. к. c = n - p(1)q(1), то отсюда следует, что и n делится на p(1)q(1)
6. Итак, n делится на p(1)q(1), следовательно верно n = p(1)q(1)*d, где d - некоторое натуральное число. С другой стороны n = p1*p2*....*p(k). Приравнивая эти два разложения и сокращая на p(1), получаем q(1)*d = p2*...*p(k). Слева и справа - число, которое меньше n, и мы для него получили два разных разложения на простые (слева есть множитель q(1), а справа его нет). Получили противоречие, что доказывает единственность.
Похожие вопросы
- Как вы понимаете словосочетание "необходимо и достаточно" в формулировках теорем?
- Помогите решить задачу. ТОЛЬКО без составления уравнения. Прямое рассуждение. Чистая арифметика.
- Как понять когда надо применять теорему пифагора?
- А у Коши сколько теорем в математике ?
- Помогите решить задачу по теории вероятностей, используя формулу Бернулли или предельные теоремы
- Основная теорема теории игр.
- «Где-то есть люди, для которых теорема верна.» Что этим выразил Виктор Цой?
- Теорема о бесконечных обезьянах
- Теорема Пифагора Трёхмерная пространство
- Кто объяснит Теорему Гёделя??? Как это может быть разумно?