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第4题

求所有与无穷数列 an=2n+3n+6n−1, n≥1.a_n=2^n+3^n+6^n -1,\ n\geq 1. 的每一项都互质的正整数。
第 4/5 步:2,3,62,3,6 的倒数之和恰好为 11
通俗地说

12,13,16\frac12,\frac13,\frac16 之和恰好等于 11 这个小小的数字巧合,正是 ap−2a_{p-2} 对每个大素数取模都归零的原因。

12+13+16=1 ⟹ ap−2≡0(modp)\frac12+\frac13+\frac16=1\ \Longrightarrow\ a_{p-2}\equiv0\pmod p
详细分析

在有理数范围内 12+13+16=3+2+16=1\frac12+\frac13+\frac16=\frac{3+2+1}{6}=1,又因 2⋅3⋅6=362\cdot3\cdot6=36 与 p>3p>3 互质,模p的逆元之间也满足同样的关系。故由上一步 ap−2≡(2−1+3−1+6−1)−1≡1−1≡0(modp)a_{p-2}\equiv\left(2^{-1}+3^{-1}+6^{-1}\right)-1\equiv1-1\equiv0\pmod p,即 p∣ap−2p\mid a_{p-2}。