数论:数的奇偶性和平方数

1. 数的奇偶性

定义:能被2整除的整数是偶数,不能被2整除的整数是奇数。

通常偶数可以表示为\(2k\)(\(k\)为整数),奇数可以表示为\(2k + 1\)(\(k\)为整数)。

运算性质:

偶数\(\pm\)偶数 = 偶数。例如,\(4+6 = 10\),\(8 - 2=6\)。因为偶数都能被2整除,两个能被2整除的数相加减,结果依然能被2整除。

奇数\(\pm\)奇数 = 偶数。比如,\(3+5 = 8\),\(7-3 = 4\)。

设两个奇数分别为\(2m + 1\)和\(2n+1\)(\(m\)、\(n\)为整数),\((2m + 1)+(2n + 1)=2(m + n + 1)\),相减同理,结果是偶数。

偶数\(\pm\)奇数 = 奇数。例如,\(4+3 = 7\),\(6-1 = 5\)。

设偶数为\(2p\),奇数为\(2q+1\)(\(p\)、\(q\)为整数),\(2p+(2q + 1)=2(p + q)+1\),相减同理,结果是奇数。

偶数\(\times\)偶数 = 偶数。例如,\(2\times4 = 8\),因为\((2m)\times(2n)=2\times(2mn)\),结果能被2整除。

奇数\(\times\)奇数 = 奇数。比如,\(3\times5 = 15\),

设两个奇数为\(2m + 1\)和\(2n+1\),\((2m + 1)\times(2n + 1)=4mn+2m + 2n+1=2(2mn + m + n)+1\),结果是奇数。

偶数\(\times\)奇数 = 偶数。例如,\(2\times3 = 6\),

设偶数为\(2p\),奇数为\(2q + 1\),\(2p\times(2q+1)=2\times(2pq + p)\),结果是偶数。

2. 平方数

定义:一个数如果是某个整数的平方,那么这个数就是平方数,也叫完全平方数。

例如,\(1\)、\(4\)、\(9\)、\(16\)、\(25\)等都是平方数,因为\(1 = 1^{2}\),\(4 = 2^{2}\),\(9 = 3^{2}\),\(16 = 4^{2}\),\(25 = 5^{2}\)。

性质:

平方数的个位数字只能是\(0\)、\(1\)、\(4\)、\(9\)、\(6\)、\(5\)。

因为一个整数的个位数字只可能是\(0 - 9\),分别计算它们的平方:\(0^{2}=0\),\(1^{2}=1\),\(2^{2}=4\),\(3^{2}=9\),\(4^{2}=16\),\(5^{2}=25\),\(6^{2}=36\),\(7^{2}=49\),\(8^{2}=64\),\(9^{2}=81\),个位数字符合上述情况。

奇数的平方是奇数,偶数的平方是偶数。设奇数为\(2k + 1\),\((2k + 1)^{2}=4k^{2}+4k + 1=2(2k^{2}+2k)+1\),是奇数;设偶数为\(2m\),\((2m)^{2}=4m^{2}=2\times(2m^{2})\),是偶数。

如果一个数是平方数,那么它的因数的个数是奇数。

例如,\(9 = 3\times3\),它的因数有\(1\)、\(3\)、\(9\),共\(3\)个;\(16 = 2\times2\times2\times2\),它的因数有\(1\)、\(2\)、\(4\)、\(8\)、\(16\),共\(5\)个。因为对于平方数\(n = a^{2}\),\(a\)作为因数会出现两次,其他因数两两配对,所以因数个数是奇数。

数论基础 - 主要研究整数性质以及和它有关的规律