Просмотр исходного текста страницы Основная теорема арифметики

==Основная теорема арифметики==

===Лемма Евклида===

{{Лемма
|id=th1
|statement=
Если простое число <tex>p</tex> делит без остатка произведение двух целых чисел <tex>x\cdot y</tex>, то <tex>p</tex> делит <tex>x</tex> или <tex>y</tex>.
|proof=
Пусть <tex>x\cdot y</tex> делится на <tex>p</tex>, но <tex>x</tex> не делится на <tex>p</tex>. Тогда <tex>x</tex> и <tex>p</tex> — взаимно простые, следовательно, найдутся такие целые числа <tex>u</tex> и <tex>v</tex>, что
: <tex>x\cdot u+p\cdot v=1</tex> (соотношение Безу).
Умножая обе части на <tex>y</tex>, получаем
: <tex>(x\cdot y)\cdot u+p\cdot v\cdot y=y.</tex>
Оба слагаемых левой части делятся на <tex>p</tex>, значит, и правая часть делится на <tex>p</tex>, ч.т.д.
}}

===Собственно теорема===

{{Теорема
|id=th666
|statement=
Каждое натуральное число <math>n>1</math> представляется в виде <math>n=p_1\cdot\dots\cdot p_k</math>, где <math>p_1,\dots,p_k</math> — простые числа, причём такое представление единственно с точностью до порядка следования сомножителей.
|proof=
'''Существование'''. Пусть <math>n</math> — наименьшее натуральное число, неразложимое в произведение простых чисел. Оно не может быть единицей по формулировке теоремы. Оно не может быть и простым, потому что любое простое число является произведением одного простого числа — себя. Если <math>n</math> составное, то оно — произведение двух меньших натуральных чисел. Каждое из них можно разложить в произведение простых чисел, значит, <math>n</math> тоже является произведением простых чисел. Противоречие.

'''Единственность'''. Пусть <math>n</math> — наименьшее натуральное число, разложимое в произведение простых чисел двумя разными способами. Если оба разложения пустые — они одинаковы. В противном случае, пусть <math>p</math> — любой из сомножителей в любом из двух разложений. Если <math>p</math> входит и в другое разложение, мы можем сократить оба разложения на <math>p</math> и получить два разных разложения числа <math>n/p</math>, что невозможно. А если <math>p</math> не входит в другое разложение, то одно из произведений делится на <math>p</math>, а другое — не делится (как следствие из леммы Евклида, см. выше), что противоречит их равенству.
}}

[[Категория: Классы чисел]]