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设m,n,p是正整数,m<n,p为质数,求m至n之间所有分母为p的最简分数的和

来源:学生作业帮 编辑:灵鹊做题网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/11 03:11:13
设m,n,p是正整数,m<n,p为质数,求m至n之间所有分母为p的最简分数的和
设m,n,p是正整数,m<n,p为质数,求m至n之间所有分母为p的最简分数的和
我来试试吧.
LZ首先要明白 完全剩余系 .例如,一个数除以4的余数只能是0,1,2,3,{0,1,2,3}和{4,5,-2,11}是模4的完全剩余系,也就是说,完全剩余系中数除P余数两两不等.
另外还要知道,对于质数...它的约数只有1和它本身
也就是说...完全剩余系中,除了能够被P整除的数...其他数作为分母,p作为分子时,都是最简的
.那么我们可以来做题了
在 mp~np之间(n-m)p+1个数模P构成对P的剩余类...
(n-m)p+1≥p+1>p个连续的自然数中,必定能够组成模P的完全剩余系.
{1,2,3...,p}是P的一个完全剩余系...
除P外,它们作为分母除以P获得的都是最简分数,
其和为N1=1/p+2/p+...+(p-1)/p=(p-1)/2
{mp+1,mp+2...mp+p}也是P的一个完全剩余系,
同理,最简分数的和为Nm=(mp+1)/p,(mp+2)/p+...+(mp+p-1)/p=(p-1)m+N1
{(m+1)p+1,(m+1)p+2...(m+1)p+p}也是P的一个完全剩余系
.
{(n-1)p+1,(n-1)p+2...(n-1)p+p}也是P的一个完全剩余系
其最简分数的和为 Nn-1=(p-1)(n-1)+N1
注意到 m=mp/p,n=np/p,则在(mp,np)中非P的倍数的数之和除以P
即为m至n之间最简分数的和...
N=(p-1)m+(p-1)(m+1)+...(p-1)(n-1)+N1(n-m)
=(m+ m+1 +...+ n-1)(p-1)+1/2(p-1)(n-m)
=1/2(m+n-1)(n-m)(p-1)+1/2(p-1)(n-m)
=1/2(p-1)(n-m)(n+m)