這是一道數學題,3Q~\(≥▽≤)/~ 一本書共400頁,編上頁碼:1、2、3、4.398、399,問數位“5”在頁碼中有多少個?

這是一道數學題,3Q~\(≥▽≤)/~ 一本書共400頁,編上頁碼:1、2、3、4.398、399,問數位“5”在頁碼中有多少個?


1~99內有19個”5”
100~199內有19個”5”
300~400內有19個”5”
19+19+19=54個“5”



求所有質數p使得{2^(p-1)-1}/p是一個完全平方數.


先考慮對哪些正整數n,2^n-1或2^n+1是完全平方數.
(1)對於前者,n = 1時,2^n-1 = 1是完全平方數.
n≥2時,2^n-1≡3(mod 4),囙此不可能是完全平方數.
(2)對於後者,設有正整數x滿足x^2 = 2^n+1,則2^n = x^2-1 =(x+1)(x-1).
因為x+1與x-1中至少有一個不被4整除,所以另一個必須被2^(n-1)整除.
由此可得x≥2^(n-1)-1,2^n = x^2-1≥(2^(n-1)-2)·2^(n-1).
化簡得2^(n-1)≤4,囙此n≤3.
對n = 1,2,3分別驗證知,只有n = 3時2^n+1 = 9為完全平方數.
回到原題.
對質數p > 2,可設p = 2k+1,k為正整數.
於是(2^(p-1)-1)/p =(2^(2k)-1)/p =(2^k-1)(2^k+1)/p.
注意有(2^k-1,2^k+1)=(2^k-1,2)= 1,即2^k+1與2^k-1互質.
質數p |(2^k-1)(2^k+1),囙此p整除二者之一.
(1)若p | 2^k-1,即(2^k-1)/p為整數.
一方面,2^k+1與(2^k-1)/p也是互質的,
另一方面,二者的乘積是完全平方數.
這說明二者都是完全平方數.
已證僅當k = 3時,2^k+1是完全平方數.
對應p = 7可驗證滿足要求.
(2)若p | 2^k+1,即(2^k+1)/p為整數.
同樣由2^k-1與(2^k+1)/p互質,且二者乘積為完全平方數,
可得二者都是完全平方數.
已證僅當k = 1時,2^k-1是完全平方數.
對應p = 3可驗證滿足要求.
綜上,滿足要求的質數p僅有3和7.