题目
证明:两整数a , b 互质的充分与必要条件是: 存在两个整数s, t 满足条件:as + bt = 1.
证明:两整数a , b 互质的充分与必要条件是: 存在两个整数s, t 满足
条件:as + bt = 1.
题目解答
答案
证明:
必要性:if (a,b)=1,则由推论1.2可知存在s,t满足as+bt=(a,b),
所以as + bt = 1
充分性:if 存在整数s,t使得as+bt=1,
则a,b不全为零,
又因为(a,b)
a,(a,b)
b,
所以(a,b
as+bt)=1
又(a,b)>0,
所以(a,b)=1.
解析
考查要点:本题主要考查互质的定义、贝祖定理(贝祖等式)的应用,以及充分必要条件证明的逻辑结构。
解题核心思路:
- 必要性:利用贝祖定理,将互质转化为线性组合的形式。
- 充分性:通过公约数的性质,反推最大公约数为1。
破题关键点:
- 互质的等价定义:两数的最大公约数为1。
- 贝祖定理:若两数的最大公约数为$d$,则存在整数$s,t$使得$as + bt = d$。
- 公约数的传递性:任何公约数必须整除所有线性组合。
必要性证明
已知:$\gcd(a,b) = 1$
目标:存在整数$s,t$使得$as + bt = 1$
步骤:
- 根据贝祖定理,若$\gcd(a,b) = d$,则存在整数$s,t$使得$as + bt = d$。
- 代入$d = 1$,直接得$as + bt = 1$。
充分性证明
已知:存在整数$s,t$使得$as + bt = 1$
目标:$\gcd(a,b) = 1$
步骤:
- 设$d = \gcd(a,b)$,则$d \mid a$且$d \mid b$。
- 因此,$d \mid (as + bt)$,即$d \mid 1$。
- 由于$d > 0$,唯一可能的正整数解为$d = 1$,故$\gcd(a,b) = 1$。