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16.杯子里的互质数

如果两个整数,除1以外没有其他共同的约数,那么就说这两个整数是互质的。比如3和5是互质的,这个容易理解。24和49是互质的,为什么呢?因为24的约数是1,2,3,4,6,8,12,24,而49的约数是1,7,49,他们之间除1以外没有相同的约数。

说起互质数,还有一个故事:

匈牙利当代著名数学家保罗·埃杜斯从国外讲学归来,途中他听人说起有一个叫路易·波沙的少年,聪明过人,能解很难的数学题。埃杜斯教授爱才心切,一下飞机就赶到波沙的家。

波沙的父母热情地接待了这位“不速之客”。

在吃晚饭的时候,埃杜斯“单刀直入”地给波沙出了一道题:“从1,2,3,4,…99,100这些数中随意取出51个,其中至少有两个数是互质的。你能说一说它的道理吗?”教授把题目一字一句、清清楚楚地作了交代后,平静地喝了一口酒。

波沙的父母默默地望着自己的孩子,只见波沙手托着下巴,冷静地思考着,房间里寂静无声。

“行了!”突然,波沙叫了起来。父母相视一笑,老教授惊喜地放下了酒杯,房间里顿时活跃起来。

“我是这样想的。”还没有等教授发问,波沙就迫不及待地讲解起自己的思路。波沙迅速把父母手里的杯子和教授面前的杯子统统移到自己面前,弄得在场的人莫名其妙。波沙说:

“这里有几只杯子,就算有50只杯子吧!我把1,2这两个数放进第一只杯子里,把3,4这两个数放进第二只杯子里,把5,6这两个数放进第三只杯子里,……把99,100这两个数放进第50只杯子里。”

“因为我要从中挑51个数,而一共只有50只杯子,所以至少有一只杯子里的两个数全被我挑出来了。而在同一只杯子里的两个数是连续的两个自然数,他们必定是互质的。”

埃杜斯教授不禁叫了起来:“好!好!解答得好!”

波沙的母亲站起来,收拾了一下杯子,把它们放回到各人的面前。教授手拿着酒杯说:

“这个酒杯,别人只能用它喝酒,你却能用它来证题,真是一只‘两用杯’啊!”

波沙不好意思地笑了。

“我还要问你一个问题,你刚才说,两个连续自然数必定是互质的,这是什么原因呢?”教授追问起来。

“如果两个连续自然数 a b 不互质,那么它们一定有大于1的公约数 n 。由于 n a 的约数,又是 b 的约数,所以一定也是 b - a 的约数。而因为 a b 是连续的两个自然数, b - a =1,所以这是不可能的。”小波沙回答得头头是道。

埃杜斯教授再也无法抑制自己喜悦的心情,他站起来抚摸着小波沙的脑袋瓜,不住地称赞。

这时波沙才12岁。他在解这道题时,用了两个重要方法,前面用的是“抽屉原则”,后面用的是反证法。

后来,波沙上了大学,成为一名“少年大学生”,又获得了博士学位,终于成为出色的数学家。 kIcqVUZx+6IR4wf+hzO26S99TXS4MIVwgwboGsrZXNGKMFliTv34DmRvCPPqPEzf

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