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유클리드 호제법2

1959 IMO 이번 글에서는 1959년에 치루어진 첫 번째 IMO에서 출제된 6문제를 모두 살펴봅시다. 첫 번째 시험인 만큼 2022년 기준 난이도는 지나치게 쉽습니다. 필자 또한 30분도 안 걸려서 (6번을 제외한) 모든 문제들을 다 해결할 수 있었을 정도이므로, 풀이를 보기 전에 한번 도전해봅시다. 1959 IMO 1. 모든 자연수 $n$에 대하여 $$\dfrac{21n+4}{14n+3}$$이 기약분수임을 보여라. sol) 유클리드 호제법을 이용하여 분자와 분모의 최대공약수를 살펴보면, $$\begin{eqnarray} (21n+4,14n+3)&&=(7n+1,14n+3)\\&&=(7n+1,1)\\&&=1\end{eqnarray}$$ 따라서 분자와 분모는 서로소이기 때문에 주어진 수는 항상 기약분수이다. 1959 I.. 2022. 9. 3.
유클리드 호제법 유클리드 호제법 정수 $a$, $b$, $n$에 대하여 $$(a,b)=(a,b+an)$$이다. 참고로, 유클리드 호제법을 자연수 $a$를 $b$로 나눈 몫을 $q$, 나머지를 $r$라고 할 때 $(a,b)=(b,r)$로 알고 있는 사람들도 많은데, 꼭 몫이나 나머지일 필요도 없고 자연수일 필요도 없습니다. 증명을 위해서 다음 보조정리를 사용합시다. 보조정리 자연수 $p$와 $q$ 에 대하여 $p \mid q$ 이고 $q \mid p$ 이면 $p=q$이다. 증명 최대공약수 $(a,b)=p$, $(a,b+an)=q$라 하자. 먼저 $p \mid a$, $p \mid b$이므로 $p \mid b+an$을 얻는다. 따라서 $p$는 $a$와 $b+an$의 공약수. 어떤 두 수의 공약수는 그 두 수의 최대공약수의 .. 2022. 9. 3.