证明:当gcd(a,b)=1,gcd(a,a-b)=1

本文通过反证法和直接证明的方式,详细解析了当两个整数a和b互质时,a和a-b也互质的数学定理。同时,也探讨了a和a+b互质的情况,为理解数论中的基本概念提供了深入的见解。

证明1:当gcd(a,b)=1,时gcd(a,a−b)=1gcd(a,b)=1,时gcd(a,a-b)=1gcd(a,b)=1,gcd(a,ab)=1

反证法证明:
假设gcd(a,b)=1,则令d=gcd(a,a−b)>1gcd(a,b)=1,则令d=gcd(a,a-b)>1gcd(a,b)1,d=gcd(a,ab)>1
根据最大公约数的性质,d∣a且d∣(a−b)d\mid a且d\mid(a-b)dad(ab)
令a=pd,a−b=qd令a=pd,a-b=qda=pd,ab=qd
又a−b=pd−b又a-b=pd-bab=pdb
∴pd−b=qd\therefore pd-b=qdpdb=qd
∴b=(p−q)d\therefore b=(p-q)db=(pq)d
∴d∣b\therefore d\mid bdb
d∣ad\mid ada因此d是a,b的公约数,显然与gcd(a,b)=1gcd(a,b)=1gcd(a,b)=1的条件相矛盾,假设错误,因此gcd(a,a-b)=1,证毕!
gcd(a,a+b)=1gcd(a,a+b)=1gcd(a,a+b)=1同理证明!

证明2:gcd(a,b)=gcd(a,a−b)gcd(a,b)=gcd(a,a-b)gcd(a,b)=gcd(a,ab)

d=gcd(a,b),d=gcd(a,b),d=gcd(a,b),
则根据最大公约数的性质,有a=pd,b=qd,且gcd(p,q)=1a=pd,b=qd,且gcd(p,q)=1a=pd,b=qd,gcd(p,q)=1
gcd(a,a−b)=gcd(pd,pd−qd)=d∗gcd(p,p−q)=dgcd(a,a-b)=gcd(pd, pd-qd)=d*gcd(p,p-q)=dgcd(a,ab)=gcd(pd,pdqd)=dgcd(p,pq)=d
∴gcd(a,b)=gcd(a,a−b)\therefore gcd(a,b)=gcd(a,a-b)gcd(a,b)=gcd(a,ab)
gcd(a,b)=gcd(a,a+b)gcd(a,b)=gcd(a,a+b)gcd(a,b)=gcd(a,a+b)同理证明!

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