Дискретная математика. Ерош И.Л - 113 стр.

UptoLike

113
6. ТЕОРИЯ ЧИСЕЛ И НЕКОТОРЫЕ ЕЕ ПРИЛОЖЕНИЯ
Одним из разделов дискретной математики является теория чи
сел, которая первоначально изучала свойства целых чисел. Целое
число является одним из древнейших математических понятий, свя
занных с подсчетом окружающих предметов. Теория чисел возник
ла из задач арифметики и первоначально оперировала четырьмя
арифметическими действиями над натуральными (целыми, положи
тельными) числами. Основными понятиями этой теории являлись
простые числа, составные числа, квадратные числа (числа, равные
квадрату некоторого другого числа), совершенные числа (число, рав
ное сумме своих делителей). В 6 в. до н. э. в Древней Греции было
известно решение уравнения x
2
+ y
2
= z
2
в целых числах. В 3 в. до н. э.
Евклид в «Началах» обосновал алгоритм нахождения наибольшего
общего делителя двух произвольных целых чисел и доказал, что ко
личество простых чисел является бесконечным. Эратосфен предло
жил метод нахождения простых чисел («Решето Эратосфена»). Систе
матизация проблем теории чисел и методов их решений была выпол
нена в 3 в. н. э. Диофантом в «Арифметике». В 17 в. н. э. Ферма
исследовал решения многих уравнений в целых числах и высказал
гипотезу, что уравнение x
n
+ y
n
= z
n
, n>2, x, y, z – целые, не имеет
решений (великая теорема Ферма). Ему также принадлежит утвер
ждение о том, что если a и p взаимно простые числа (наибольший
общий делитель этих чисел равен 1), где a – целое, p – простое, то
a
p
a делится на p нацело (малая теорема Ферма). Эйлер доказал
великую теорему Ферма при n = 3 и обобщил малую теорему Ферма,
введя понятие функции j(m) – количества чисел ряда 1, 2, 3, …, m
взаимно простых с m, ныне называемую функцией Эйлера от целого
m, и показал, что любое число a, взаимно простое с m, возведенное
в степень j(m), при делении на m дает в остатке 1. Проблема нахож
дения целых положительных остатков при делении одного целого
на другое возникла из задач календарных расчетов в Китае (Сунь
цзы, Цинь Цзюшао) и в современном виде формулируется как ки
тайская теорема об остатках.
Важным понятием теории чисел являются сравнения, основные
свойства которых были доказаны Гауссом. Сравнение является свой
ством эквивалентности чисел, имеющих одинаковые положительные
остатки при делении на некоторое целое число – модуль.