A={x|x=a+√2 b , a、b属于Z} 当a、b互质时,若A中的元素x的倒数也是A的元素,试求a、b之间的关系

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/24 22:31:57
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设x=a+√2 b属于A,则
1/x=1/(a+√2 b)=(a-√2 b)/(a^2-2b^2)也属于A,从而a/(a^2-2b^2),-b/(a^2-2b^2)都是整数,即a,b都能被(a^2-2b^2)整除.又因为(a,b)=1,所以1能被(a^2-2b^2)整除,即a^2-2b^2=1或a^2-2b^2=-1

注1:(a,b)=1也就是说a和b的最大公约数是1,因为a,b都能被(a^2-2b^2)整除,所以(a^2-2b^2)能整除a和b的最大公约数,即1能被(a^2-2b^2)整除

注2:(a,b)=1等价于,存在整数u,v使得au+bv=1.因为上式中左边a,b都能被(a^2-2b^2)整除,所以右边的1也能被(a^2-2b^2)整除.
注3:a^2-2b^2=1或a^2-2b^2=-1是数论里的一种不定方程,叫Pell方程(佩尔方程),要想解出具体的a,b的所有整数解,就可以解这个方程.

x的倒数为
1/a+√2 b=(a-√2 b)/(a^2-2 b^2)
由条件知A是一整数与一个无理数的整数倍和
又 x的倒数也是A的元素
则 x的倒数也为一整数与一个无理数的整数倍和
则 上式的分母a^2-2 b^2=1

得a^2=2 b^2+1
且b不为0也不为1

设x=a+√2 b属于A,则
1/x=1/(a+√2 b)=(a-√2 b)/(a^2-2b^2)也属于A,从而a/(a^2-2b^2),-b/(a^2-2b^2)都是整数,即a,b都能被(a^2-2b^2)整除.又因为(a,b)=1,所以1能被(a^2-2b^2)整除,即a^2-2b^2=1或a^2-2b^2=-1