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一分鐘學會集合例題講解

生活 更新时间:2024-12-02 11:01:05

一分鐘學會集合例題講解(高一集合拓展裴蜀定理)1

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裴蜀定理

在數論中,裴蜀定理是一個關于最大公約數的定理。這個裴蜀看起來像中國人的名字,其實他是得名于法國數學家艾蒂安.裴蜀。裴蜀定理說明了對任何的整數a、b和他們的最大公約數d,關于未知數x和y的不定方程。

若a,b是整數,且gcd(a,b)=d。那麼對于任意的整數x,y,ax by都一定是d的倍數。特别地,一定存在整數x,y,使ax by=d成立。

簡單來說,ax by=m(a,b,m∈Z)存在整數解的充分必要條件是:(a,b)| m (a,b的最大公約數能整除m)

舉個栗子:

比如:方程15x 21y=78是否存在整數解?

利用裴蜀定理我們可以知道,15與21的最大公約數3能整除78,所以存在整數解。

再比如:方程7x 13y=25是否存在整數解?

同上,7和13的最大公約數是1能整除25,所以存在整數解。

拓展結論:當a與b互質時,方程ax by=m一定存在整數解。

裴蜀定理的應用

①集合與集合的關系為:

解析:12m 8n 4l=4(3m 2n l);20p 16q 12r=4(5p 4q 3r)

由裴蜀定理可知(3,2,1)=1;(5,4,3)=1。所以這兩個集合均表示所有的整數,所以集合M=N

② 設S是前2001個正整數的集合的一個子集,若S中任意兩個數的差絕對值不等于4或7,問:S中最多可以有多少個元素?

解析:根據4和7互素可知,取前11個數,按照1,5,9,2,6,10,3,7,11,4,8排成一圈,這樣能确保任意兩個相鄰的差的絕對值等于4或7.,所以要想選出符合條件的,隻能選5個數。1-2001有182個子集,所以共有182×5=910個符合。

③集合

則集合M和N的關系為:

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