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第107章 一题多解!秦风的数学才情惊艳考场!(3 / 6)

合,从而属于SSS(这是一个经典的Frobeniproble的推广思想,虽然不完全一样)。”

“更直接地,”秦风的思路再次跳跃,“设d=gcd?(S)d=\\gcd(S)d=gcd(S)。那么SSS中的所有元素都是ddd的倍数。令S?={s\/dis∈S}S^*=\\{s\/d|s\\S\\}S?={s\/dis∈S}。则S?S^*S?是一个由正整数构成的集合,满足加法封闭性,且gcd?(S?)=1\\gcd(S^*)=1gcd(S?)=1。根据一个已知的数论结论(或可以现场证明的引理):一个满足加法封闭且最大公约数为1的正整数集合,必然包含从某个整数开始的所有连续整数(或者说,除了有限个整数外,包含所有足够大的整数)。结合条件2中SSS有下界kkk,可以推导出S?S^*S?的结构,进而得到SSS的结构。”

这个思路,巧妙地运用了最大公约数的性质和数论中关于加法半群的结构定理,比常规的构造法显得更为凝练和深刻。

坐在秦风斜后方的李傲天,原本还在为第一题的常规解法苦苦思索,偶尔用眼角的余光瞥见秦风在草稿纸上写下的那些关于gcd?(S)\\gcd(S)gcd(S)和裴蜀定理的符号,以及一些他看不太懂的集合变换,心中顿时掀起了惊涛骇浪。

“他……他在干什么?难道这道题还能用最大公约数来解?我怎么从来没想过这个方向?”李傲天感觉自己的脑子有点不够用了。他引以为傲的数学直觉,在秦风面前,仿佛变成了一个笑话。

苏沐橙也注意到了秦风草稿纸上的动静。她那双清冷的眸子里,第一次露出了难以置信的神色。她能隐约看出秦风似乎在运用某种与整除性密切相关的深刻理论,但具体的推导路径,却让她感到一阵目眩神迷。

“这个秦风……他的数学功底,究竟有多深?”苏沐橙心中暗道,第一次对一个同龄人产生了如此强烈的“不可测”的感觉。

而秦风,在写完第一种巧妙解法后,并没有停歇。他舔了舔有些发干的嘴唇,眼神中的光芒更盛了。

“还不够……这种程度的‘变形’,还不足以展现这道题的全部魅力。”

他的目光,投向了更深邃的数学领域。

第二种巧妙解法:引入抽象代数——幺半群与理想的视角

秦风的笔尖再次在草稿纸上舞动起来,这一次,他写下的符号,开始变得更加抽象和……诡异。

他将集合SSS视为自然数加法半群(N+,+)(\\athbb{N}^+,+)(N+,+)的一个子半群。

“如果我们将0也加入考虑,并定义S0=Su{0}S_0=S\\cup\\{0\\}S0=Su{0}(如果$$0otS),或者直接考虑),或者直接考虑),或者直接考虑S在自然数加法幺半群在自然数加法幺半群在自然数加法幺半群(\\athbb{N}_0,+$$中的性质。”秦风在草稿纸上写道。

“条件1保证了SSS(或S0S_0S0)在加法运算下的封闭性。条件2则给出了这个子半群的一个‘下界’。”

“现在,考虑在整数环Z\\athbb{Z}Z中,由集合SSS生成的理想I(S

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