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代数入門について

(1)a,b,c,dを(a,b)=1,(c,d)=1を満たす正の整数とする。このとき、a/b+d/cが整数であれば、b=cであることを示す。(2)a,b,cを整数とするとき、(a,b)=1ならば、(ac,b)=(c,b)を示す。(3)a,bを整数とするとき、(a,b)=dとおけば、ある整数a',b'があってa=a'd,b=b'd,(a',b')=1と表せる。このとき、[a,b]=a'b'd=ab'=a'bであることを示す。この(1)~(3)の問題は証明できるのでしょうか??

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  • ベストアンサー
  • yoikagari
  • ベストアンサー率50% (87/171)
回答No.1

(1) (a/b)+(c/d)=k(kは整数)と書ける。 通分して (ad+bc)/(bd)=k ad+bc=bdk…※ ※よりad=b(dk-c) よってadはbで割り切れる。 aとbは互いに素だから、dがbで割り切れる。 よってd≦b…◎ 再び※より bc=d(bk-a) よってbcはdで割り切れる。 cとdは互いに素だから、bがdで割り切れる。 よってb≦d…● ◎と●よりb=d よってb=dが示された。 (2) (c,b)=d (ac,b)=eと置きます。 b=db',c=dc'(b'とc'は互いに素な整数)ですから ac=d*a*(c')、b=d*b' よってdはacとbの公約数 公約数≦最大公約数だからd≦e…△ b=eb"、ac=ef(b"とfは互いに素な整数)です。 eとaが共に1より大きな整数kで割り切れると仮定する。 a=k*(a/k)、b=k*(e/k)*b" ですから、aとbが1より大きい公約数kを持つことになり aとbが互いに素であることに反し、不合理 よってeとaは互いに素です。…▲ ac=efよりacはeで割り切れますから ▲よりcがeで割り切れます。…■ a=ea"だから、aもeで割り切れます。 したがって■より、eはaとcの公約数です。 公約数≦最大公約数だからe≦d…▽ △と▽よりd=e よって題意は示されました。 (3) [a,b]=as=bt(ただしs,tは正の整数)と書けます 両辺をaとbの最大公約数dで割ると a's=b'tとなります。 a'sはb'で割り切れます。 a'とb'は互いに素だからsがb'で割り切れます。 s=b'r(ただしrは正の整数)と書けます。 [a,b]=as=(a*b')*r=(a'b'd)*r よって[a,b]はa'b'dで割り切れる よってa'b'd≦[a,b]…◎ となる。 a'b'd=a*b'=b*a'だからa'b'dはaとbの公倍数 最小公倍数≦公倍数だから [a,b]≦a'b'd…● ●と◎より[a,b]=a'b'dとなることが示された。

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その他の回答 (1)

  • taktta
  • ベストアンサー率23% (12/52)
回答No.2

dがbで割り切れる。 よってd≦b…◎ は等号が逆ですね、それだけ。

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