
因此存在整数 f = de 使得 c = af = ade,故 a | c。 □
引理 1.1.4
对于整数 a, b 有 |a| | |b|,若 |a| < |b| 则有 a = 0。
证明 因为 |a| | |b|,则存在整数 c 使得 |a| = |b|c。那么有
0 ⩽ |a| = |b|c < |b|
即 0 ⩽ c < 1,又 c 为整数,故 c = a = 0。 □
定理 1.1.5
对于整数 a, b,若 b ̸= 0 则一定存在唯一一对 q, r 使得
a = bq + r, 0 ⩽ r < |b|
证明 先证明存在性。
(1)若恰 b | a,则必存在 c 使得 a = bc,此时有 q = c, r = 0。
(2)否则一定存在 n 使得 n|b| < a < (n + 1)|b|,即存在 0 < r < |b| 使得 a = |b|n + r。
当 b > 0 时,令 q = n;当 b < 0 时,令 q = −n 则有
a = bq + r, 0 ⩽ r < |b|
再证明唯一性。设存在两对 q
1
, r
1
和 q
2
, r
2
使得
a = bq
1
+ r
1
= bq
2
+ r
2
, 0 ⩽ r
1
, r
2
< |b|
相减有
a − a = b(q
1
− q
2
) + r
1
− r
2
= 0
即 r
1
− r
2
= −b(q
1
− q
2
),因此有 b | (r
1
− r
2
)。而 |r
1
− r
2
| < |b|,又引理知有 |r
1
− r
2
| = 0。故
r
1
= r
2
, q
1
= r
2
即两对相同。 □
定义 1.1.6 ⋄ 素数
设整数 p ̸= 0, ±1,若它除了 ±1, ±p 外没有其他的因数,则称 p 是素数;否则称 p 是合数。
我们讲到素数时,一般指正的。把素数的集合记作 P。
定理 1.1.7
若 a 是合数,则必存在素数 p 使得 p | a。
此时称该素数为 a 的素因数。
2