初等数论的知识与问题

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出版者:哈尔滨工业大学出版社
作者:单墫
出品人:
页数:224
译者:
出版时间:2011-3
价格:28.00元
装帧:
isbn号码:9787560332178
丛书系列:
图书标签:
  • 数学
  • 初等数论5
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具体描述

《初等数论的知识与问题》共分两编,第一编初等数论的知识,第二编100道数论问题及解答。第一编包括第1章数的整除性,第2章同余,第3章数论函数,第4章不定方程,第5章连分数以及习题答案与提示;第二编包括第6章100道数论问题,第7章解答;附录包括2009年国家集训队的几道试题及空间格点三角形的面积。

《初等数论的知识与问题》适合于数学奥林匹克竞赛选手和教练员,初、高等学校师生以及研究人员和数论爱好者。

《数学家的探险:从整数的神秘花园到抽象的理论构建》 这是一本旨在引导读者踏上一段穿越数学核心领域的奇妙旅程的书籍。它并非一本填鸭式的教科书,而更像是一位经验丰富的向导,用生动而深刻的语言,揭示了数学世界中最基本、却又最富洞察力的概念。本书将带领我们从构成世界万物的最古老、最熟悉的元素——整数——出发,逐步攀登至抽象数学的宏伟殿堂。 我们的旅程始于整数那看似平凡的表面之下隐藏的深邃奥秘。你是否曾好奇过,为什么有些数字能被整除,而有些却不能?素数的出现是否遵循某种规律?它们为何如此“孤傲”,又在数学的整个体系中扮演着怎样的关键角色?本书将深入探讨整数的这一基本属性,解析其独特的结构和性质。我们会接触到“整除”这个朴素的概念,理解其背后的逻辑,并引出“最大公约数”和“最小公倍数”等基本工具,它们如同数学世界的“螺丝刀”和“扳手”,在解决许多问题时都必不可少。 接着,我们将目光投向素数——那些只能被1和自身整除的“原子”。它们的分布规律至今仍是数学家们不懈探索的课题,而本书将介绍一些关于素数的重要定理和猜想,比如欧几里得证明的素数无穷性,以及黎曼猜想这样的宏大命题,尽管后者并非本书的核心,但提及它们能让读者感知到数学探索的边界和深度。我们会理解素数的“不可分解性”为何使其成为构建其他整数的基石,并探讨它们在密码学等现代科技领域中扮演的关键角色。 本书将带领读者走进“同余”的奇妙世界。这是一种不直接关注两个数相差多少,而是关注它们被某个数除后余数是否相同的崭新视角。同余运算如同一种“模棱两可”的算术,却能以惊人的方式简化复杂的计算,并在时钟的周期性、日期的推算等方面展现出强大的实用性。我们将学习模运算的各种性质,并理解中国剩余定理这一“中国智慧”在解决多重同余方程组问题上的巧妙应用。 随后,我们将探索“整除理论”的更深层含义。除了简单的整除关系,我们还将了解“带余除法”的唯一性,并由此引出“欧几里得算法”——一种高效寻找最大公约数的经典方法。这个算法不仅在理论上简洁优美,在实际计算中也同样高效,是许多现代算法的基础。本书还将介绍“素因数分解”的唯一性定理,它如同整数世界的“DNA”,每个合数都有其独特的素数“基因组合”,这为我们理解和分析整数提供了坚实的基础。 本书的一个重要篇章将献给“线性丢番图方程”。这些方程看似简单,形式上只包含变量的一次项,但其解的性质却常常与整数的整除性和模运算紧密相连。我们将学习如何系统地求解这类方程,理解其解集为何是无穷的,并且呈现出规律性的结构。 我们还将涉足“平方剩余”这一引人入胜的主题。在模算术的框架下,我们不仅关心一个数是否能被另一个数整除,还关心一个数是否是某个数的平方。平方剩余问题探讨的就是在特定的模下,哪些数是平方数。这个问题不仅具有深厚的理论价值,也与二次互反律等重要的数论定理息息相关,后者更是深刻揭示了不同素数模下的平方剩余性质之间的奇妙关联。 在对数论的基本概念和工具有了扎实的理解之后,本书将引导读者进一步探索更广阔的数学疆域。我们将触及“多项式环”的概念。这是一种将代数运算的概念从整数推广到包含未知数的表达式的抽象结构。我们将了解多项式的加法、减法和乘法,并学习如何定义多项式的“整除”关系。在这个抽象的框架下,我们同样可以讨论“多项式根”的性质,以及哪些多项式在多项式环中是“不可约”的,类似于素数在整数中的地位。 本书将深入探讨“多项式的整除理论”。我们将学习如何在多项式环中进行“带余除法”,并定义“多项式的公约式”和“最大公约式”。与整数的最大公约数类似,多项式的最大公约式能够帮助我们分解多项式,找到它们的公共因子。 我们将重点介绍“有限域”这一概念。有限域是数论与代数几何交叉的重要领域,它由有限个元素构成,并在这有限的集合上定义了加法和乘法运算,且这些运算满足特定的公理。本书将详细阐述有限域的构造方法,以及它们的算术性质。我们将看到,即使在如此“贫瘠”的集合上,依然能够涌现出丰富的数学结构和深刻的定理。 在有限域的背景下,我们将重新审视“多项式的因式分解”。在特定的有限域上,多项式的因式分解行为会呈现出与在实数域或复数域完全不同的有趣特性。我们将学习如何判断一个多项式在给定有限域上是否可约,以及如何进行因式分解。 本书还将探讨“二次互反律”及其补充律。二次互反律是数论中最深刻、最美的定理之一,它揭示了两个不同素数模下,平方剩余的分布之间存在着一种出人意料的对称性。理解和证明二次互反律是掌握数论精髓的关键一步。 此外,我们还将接触到一些与“周期性”和“数列”相关的数论概念。例如,我们将探讨一些著名的整数数列,如斐波那契数列,并分析它们在模运算下的周期性行为。 本书的最后部分,将带领读者窥探更广阔的数学世界。我们将简要介绍“代数数论”和“计算数论”等分支领域,展示数论的现代发展方向和在信息科学、密码学等领域的广泛应用。我们也将提及一些尚未解决的著名猜想,如哥德巴赫猜想,以此来激发读者对数学未知的探索热情。 总而言之,本书旨在通过对整数、素数、同余、丢番图方程、平方剩余、多项式环、有限域等核心概念的深入剖析,展现数学作为一门严谨而富有创造性的学科的魅力。它不仅是学习数论知识的良伴,更是一扇通往更深邃数学殿堂的窗口,鼓励读者独立思考,探索数学的无限可能。本书的每一个章节都力求从最基本的原理出发,层层递进,引人入胜,让读者在理解抽象概念的同时,也能感受到数学思维的严谨与优雅。

作者简介

单壿 1943年11月生,我国著名的数学传播普及和数学竞赛专家。1964年毕业于扬州师范学院数学系,在中学、大学任教40多年,1983年获理学博士学位(我国首批18名博士之一),1991年获全国优秀教师称号,1991年7月起享受政府特殊津贴,1992年被评为国家有突出贡献的中青年专家,1995年被评为省“优秀学科带头人”。

曾任南京师范大学数学系主任,中国数学奥林匹克委员会委员、教练组组长,南京市数学学会理事长,主要研究领域是数论与组合,发表论文数十篇。同时,在数学的普及与数学竞赛方面做了大量工作。著作有《趣味的图论问题》、《覆盖》、《棋盘上的数学问题》、《组合几何》、《对应》、《数学竞赛史话》、《数学竞赛研究教程》、《国际数学竞赛中的解题方法》等20多种,主编《奥数教程》、《初等数学名题题典》、《几何不等式在中国》、《华罗庚数学奥林匹克丛书》等,译著有《几何不等式》、《近代欧氏几何学》等,很多成果达到国际先进水平。

1989年作为中国数学奥林匹克代表队副领队、主教练,1990年作为领队,率队参加IMO均获总分第一,为我国数学竞赛事业作出很大贡献。

目录信息

第一编 初等数论的知识 第1章 数的整除性 第2章 同余 第3章 数论函数 第4章 不定方程 第5章 连分数 习题答案与提示第二编 100道数论问题及解答 第6章 100道数论问题 第7章 解答附录 附录1 2009年国家集训队的几道试题 附录2 空间格点三角形的面积参考文献编辑手记
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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坦白说,我以前尝试过几本号称是“入门级”的数论书籍,结果要么是内容太浅,蜻蜓点水,学完后感觉自己什么都没掌握;要么就是对背景知识要求太高,很多地方需要频繁查阅其他高等数学资料,阅读体验极差。这本书则找到了一个绝佳的平衡点。它的难度设置非常科学,对于那些需要为参加数学竞赛做准备的学生来说,深度足够;但对于仅仅想系统了解数论基础的爱好者,它又不会让人望而却步。最让我惊喜的是它对“证明”的处理方式。很多证明步骤都给出了详细的逻辑推导,甚至会标注出关键的“飞跃点”,告诉你“这里需要用到前面的哪个定理”,这对于培养独立思考能力至关重要。这本书的排版和图示也值得称赞,清晰的结构和恰到好处的数学图形,极大地减轻了长时间阅读带来的视觉疲劳。我感觉这本书更像是一位耐心的私人导师,它知道什么时候该给你答案,什么时候该引导你去寻找答案。

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自从翻开《初等数论的知识与问题》后,我发现自己对数学的信心都有所提升。这本书最吸引我的地方在于它的“广度”和“现代性”。它不仅涵盖了费马小定理、欧拉定理这些经典内容,还巧妙地引入了诸如梅森素数、RSA 加密原理的初级应用作为激励。这种将历史经典与现代科技挂钩的编排方式,极大地激发了我的学习热情,让我认识到数论绝不是“过时的”学科,而是在现代信息社会中依然扮演核心角色的重要领域。书中的习题设计兼顾了难度和趣味性,很多题目都带有浓厚的历史色彩或者实际背景,让人在解题过程中充满了探索的乐趣。总的来说,这本书的阅读体验极其流畅,语言精准而富有启发性,是一本非常值得推荐给所有对数学有兴趣的读者的优秀读物。

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这本书的价值远超出了单纯的教材范畴,更像是一本数论的“方法论”手册。我之前在学习数论时,最大的困惑是“为什么这些方法有效?” 比如欧拉函数的引入,或者高斯引理的应用,书上往往直接给出公式,但鲜有解释其诞生的“必然性”。这本书则花了不少篇幅去追溯这些理论的源头和几何直观,这使得原本冰冷的数字运算变得生动起来。举个例子,它对“原根”概念的介绍,不是直接跳到判定条件,而是从周期性、生成元这些更基础的群论概念入手阐述,让我对数论的内在联系有了更深刻的理解。我感觉作者在编写时,一直在努力拉近理论的深度与读者的理解能力之间的距离,这种“匠心”在当代数学读物中是比较少见的。这本书不仅是知识的集合,更是对数学之美的深度解读。

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这本《初等数论的知识与问题》简直是为我这种数学学习者量身定制的!我一直觉得数论这块知识体系庞大又晦涩,特别是涉及模运算和丢番图方程时,总是感觉抓不住重点。然而,这本书的叙述方式非常注重概念的直观理解,而不是一味地堆砌复杂的公式。作者似乎非常理解初学者在哪些地方容易卡壳,比如在讲解同余关系时,不仅给出了严格的定义,还结合了日历计算、密码学应用等生动的例子,让我一下子就明白了“同余”在实际中的意义。它不像某些教材那样,上来就是一大段抽象的定理和证明,而是循序渐进地引导读者构建知识框架。我尤其欣赏它在章节末尾设置的“思考题”,这些问题设计得非常巧妙,它们不是简单地重复课后练习,而是鼓励我们运用刚刚学到的知识去探索更深层次的数学联系。读完前几章,我对整除性、素数分布这些看似枯燥的知识点,都产生了浓厚的兴趣。它真的让我感受到了数论的美妙和逻辑的严谨,是那种让人愿意一页一页翻下去的“好书”。

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我是一个在职的工程师,业余时间想重拾一下数学爱好,但时间非常零碎,只能利用通勤或者睡前的一小段时间。因此,我特别看重书籍的“模块化”和“可检索性”。《初等数论的知识与问题》在这方面做得非常出色。它的知识点划分非常清晰,每个定理和例题都自成一体,即使我中断几天没看,重新捡起来时也能很快定位到上次中断的位置,并且迅速进入状态。我特别留意了它在处理丢番图方程和二次剩余时的章节,内容组织得极有条理,从基础的欧几里得算法开始,层层递进到更复杂的 Pell 方程。作者没有把重点放在复杂代数运算的训练上,而是着重讲解了这些工具背后的数学思想,比如“构造性证明”的意义。这种处理方式让我觉得,我学的不仅仅是解题技巧,更是一种解决问题的数学思维框架,这对于我日常工作中处理复杂逻辑问题也大有裨益。

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