问题: 对怎样的N,每个学生都能拿到糖?
N个学生围坐在一个圆桌旁,若把学生依次编号,老师先给1号一块糖,第二块给3号(隔一个学生),第三块给6号(隔两个学生),第四块给10号(隔三个学生)。。。按此
不断循环,问对怎样的N,每个学生都能拿到糖?
并证明之。
(这个题目我自己也会做。 不过想多认识一下这里的高人。 有几个我是佩服的, 如姑苏寒士, 开弓没有回头箭, yilwohz等等, 但是有几个所谓大师,智者的水平确实不敢恭维。 这样说也许太刻薄了。 不过我说的是事实。)
解答:
问题可化为:所有0≤k≤N-1,在Z/NZ={0,1,。。,N-1}上,
方程:(n^2+n)/2-k=0有解。
1) 设N有个奇质因数p。
则若在Z/NZ={0,1,。。,N-1}上,
方程:(n^2+n)/2-k=0有解,则在域Z/pZ={0,1,。。,p-1}上也有解,
则n^2+n-2k=0有解。
0=n^2+n-2k= [n+(p+1)/2]^2-[(p+1)/2]^2-2k,得
[n+(p+1)/2]^2-[(p+1)/2]^2=2k,得
设C为模p的二次剩余的集合={x∈Z/pZ,x^[(p-1)/2]=1},
则C只有(p-1)/2个元素,C-[(p+1)/2]^2只有(p-1)/2个元素,
则有0<k≤p-1,有2k不在C-[(p+1)/2]^2,
所以n^2+n-2k=0在Z/pZ无解。
2) N=2^M,若有0≤n<m≤N-1,使,在Z/NZ={0,1,。。,N-1}上
(n^2+n)/2=(m^2+m)/2,则
(m-n)(m+n+1)/2被N=2^M整除,
由于m-n,m+n+1不同时被2整除,且m-n不同时被2^M整除,
则(m+n+1)/2被N=2^M整除,所以[2^M-1+2^M-1+1]/2>(m+n+1)/2=2^M,
矛盾。所以集合{(n^2+n)/2}在Z/NZ={0,1,。。,N-1}上
有N个元素,所以{(n^2+n)/2}= Z/NZ={0,1,。。,N-1}。
所以对于所有0≤k≤N-1,在Z/NZ={0,1,。。,N-1}上,
方程:(n^2+n)/2-k=0有解。当且仅当N=2^M。
注:1)可用2)的方法:可证f(n)=(n^2+n)/2在Z/pZ上非1-1对应。
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