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孙子定理教学新探

2012-11-02

大学数学 2012年4期
关键词:西南财经大学新探数论

李 伟

(西南财经大学经济数学学院,成都 610074)

孙子定理教学新探

李 伟

(西南财经大学经济数学学院,成都 610074)

改进了孙子定理的教学方法.

孙子定理;教学方法

孙子定理 设m1,…,mn为两两互素的正整数,对任意整数a1,…,an,同余方程组

有唯一解modM,并可表示为

这里M=m1…mn,Mi=M/mi,M′iMi≡1(modmi),i=1,…,n.

孙子定理,即中国剩余定理,是初等数论的的重要定理.一般初等数论教程给出的证明过程是:先证明解的唯一性,再验证(1)为解.初学者往往感到困惑:为什么要求m1,…,mn两两互素?能否同时求出M′1,…,M′n?其实,只要对孙子定理的证明过程作适当的教学法加工,就可以化解初学者的困惑,从而使他们更好地理解定理.

下面给出作了教学法加工的孙子定理的证明过程.

第一步:统一各同余方程的模.显然,统一的模为M=[m1,…,mn]=m1…mn.由x≡ai(modmi),知Mix≡Miai(modMimi),即Mix≡Miai(modM),i=1,…,n.

第二步:用M1x,…,Mnx组合出x.我们要求出x,希望能找到M′1,…,M′n,使得

这等价于1=M′1M1+…+M′nMn,即(M1,…,Mn)=1.由M1,…,Mn的作法,满足前述要求.m1,…,mn满足两两互素的条件,就是为了保证(M1,…,Mn)=1.因此M′1,…,M′n是存在的.

第三步:同时找出M′1,…,M′n.作整数矩阵如下

这里整数矩阵的列初等变换有三种情形:(i)交换两列的位置;(ii)用-1乘某一列;(iii)把某一列的整数倍加到另一列.于是有

第四步:给出解的表达式.我们有

第五步:证明解modM的唯一性.若y也是同余方程组的解,则

[1]潘承洞,潘承彪.初等数论[M].北京:北京大学出版社,1992:164-174.

[2]华罗庚.数论导引[M].北京:科学出版社,1957:32-34.

New Method to Teach Sun Zi’theorem

LIWei
(School of Economic Mathematics,Southwestern University of Finance and Economics,Chengdu 610074,China)

We give a new method to teach Sun Zi’theorem.

Sun zi’Theorem;teaching method

O156.1

C

1672-1454(2012)04-0144-03

2009-10-16;[修改日期]2010-10-25

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