The sequence of integer sums of two squares

如果把能表示成两个整数平方和的正整数, 按从小到大排成一列: \begin{equation}a_0=0,a_1=1,a_2=2,a_3=4,a_4=5,\dotsc.\end{equation} 那么这个数列, 不妨名为二平方和数列, 有什么性质? 先来考察二平方和之间的间隙, 也就是数列 \((1)\) 中, 相邻两项的差的问题. 这个差, 有界还是无界?事实上, 这个差可以任意的大, 即我们有下面的定理: 定理 \(1\) 记 \(d_n=a_{n+1}-a_n(n\geqslant1),\) 则 \begin{equation}\varlimsup_{n\rightarrow\infty}d_n= \infty.\end{equation} 换句话说, 我们可以找到任意多个连续的正整数, 它们都不在 \((1)\) 中. 证明  工具是中国剩余定理(Chinese remainder theorem). 取 …

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What day of the week is it?

好多年前, 我看到过一个计算某年某月某日是星期几的公式, 一下子想不起来了, 只记得公式大概是什么结构, 有 “\(+\)”, 有 “\(-\)”, 等等. Google 了一下, 找出了这个公式, 现在写在这里, 做个档案. 公元 \(Y\) 年第 \(D\) 天是星期几, 即是 \[W=Y-1+\left[\frac{Y-1}4\right]-\left[\frac{Y-1}{100}\right]+\left[\frac{Y-1}{400}\right]+D\] 模 \(7\) 的余数. (这里 \(\left[x\right]\) 表示不超过 \(x\) 的最大整数) 比如, …

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The Chinese edition of Gauss’s book “Disquisitiones Aritmeticae” has been published

薪尽火传     “算术研究”中文版出版 Gauss 的经典传世名作, “算术研究(Disquisitiones Aritmeticae)”, 的中文版本, 已由哈尔滨工业大学出版社出版, 不过书的名字不是”算术研究”, 而是”算术探索”. Gauss 一生贡献众多, 以数论(Number Theory)中的这本”算术研究”, 以及微分几何(Differential Geometry)中的 Egregium theorem, 影响为最大. 这本书是 Gauss 于1801 年夏天出版, 全书用拉丁文(Latin)写成, 并且是最晚的使用学院拉丁文(scholarly Latin)写就的数学著作之一. 全书分为七个部分 \(335\) 篇, …

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Congruence equation and transformations

\(m\in\Bbb N^+,a\in\Bbb Z,\) 并且 \(( a, m ) = 1\), 则一次同余方程 \[ax\equiv b\pmod m\] 有唯一解 \(\dfrac ba\). \(\dfrac ba\) 只是一个形式分数, 并不是我们需要的真正答数. 那么, 如何通过这个分数找出真正的解呢? 我没有看到什么书来系统论述这个问题. 单墫在他的大部头著作”数学竞赛研究教程”介绍中国剩余定理的时候, 在一个例题的解答里, 简略的提到了下面的变换 I 与 III. 人民教育出版社的新版普通高中课程标准实验教科书中, …

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Geometric construction with the compass alone

意大利几何学家 L. Mascherom 于 \(1797\) 年证明了, 凡是能用尺规作出的几何图形都可以仅仅使用圆规来完成. \(1833\) 年, Jakob Steiner 根据 Poncelet 的想法, 指出: 如果给定一个圆和它的中心, 那么, 能用尺规作出的几何图形都能单独用直尺来作出. 我一直很好奇, 这些结论究竟是如何证明的? Ross Honsberger 在他的书, “Ingenuity in Mathematics”, 的第 \(15\) 节提供了一个详尽的证明, 这一节的标题是: Mascheroni …

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