MathLabs

第3题

设 k≥14k\ge14 为整数,pkp_k 为严格小于 kk 的最大素数,可假设 pk≥3k/4p_k\ge3k/4。设 nn 为合数。证明:(a) 若 n=2pkn=2p_k,则 nn 不整除 (n−k)!(n-k)!;(b) 若 n>2pkn>2p_k,则 nn 整除 (n−k)!(n-k)!。
第 5/5 步:完成例外因子的情形
b=2: n=2a, a≥k, n−k≥a;b=a: n=a2, n−k>n/3≥2ab=2:\ n=2a,\ a\ge k,\ n-k\ge a;\qquad b=a:\ n=a^2,\ n-k>n/3\ge2a
详细分析

若 ,则 且 。素数 ;由于 是小于 的最大素数,故 ,于是 。因子 都出现在阶乘中。若 ,则 且因 有 ;从而 ,所以 出现,其积为 ,足以提供 所需的两个 。 b<3b<3 b=2b=2 n=2a>2pkn=2a>2p_k aa pkp_k pkp_k kk a≥ka\ge k n−k=2a−k≥an-k=2a-k\ge a 22 aa b=ab=a n=a2n=a^2 a≥6a\ge6 n>26n>26 n−k>n/3=a2/3≥2an-k>n/3=a^2/3\ge2a aa 2a2a 2a22a^2 aa a2∣(n−k)!a^2\mid(n-k)!