本书提供了《信息安全数学基础》课程中各章节课后习题的详细解析,旨在帮助学生深入理解信息安全领域的数学原理和应用技巧。
### 信息安全数学基础知识点解析
#### 一、章节概述
本章节主要讲解了《信息安全数学基础》中的基础知识,包括整数的可除性及其应用等内容。这些知识点是理解和掌握信息安全数学理论的基础。
#### 二、知识点详解
##### 1. 整数的可分性与证明方法
- **知识点**:整数的可分性是指一个整数是否能够被另一个整数整除。
- **例题解析**:题目要求证明如果一个整数同时被2、5和7整除,则该整数也必定能被70整除。首先,根据定义,若( 2 | n )则存在k使得\(n = 2k\);同样地,若\(5 | n\)且\((5, 2) = 1\)说明\(5 | k\)即\(k=5k_1\)(其中\(k_1\)为整数)。进一步,如果(7|n),则有\(7 | 2 \cdot 5k_1\),因为\((7, 10)=1\),所以可以推得\(7 | k_1\)即\(k_1 = 7k_2\)(其中\(k_2\)为整数)。因此得到 \(n=2 \cdot 5 \cdot 7k_2 = 70k_2\), 即(70|n)。
##### 2. 证明特定形式的整数能被3整除
- **知识点**:对于形如\(a^3 - a\)的形式,可以通过分析\(a\)的不同取值来证明该式能否被3整除。
- **例题解析**:题目要求验证任意整数\(a\)的立方减去自身的结果 \(a^3 - a \) 总是可以被3整除。将\(a\)表示为三种形式之一(即\( 3k, 3k-1, 3k+1\)),分别证明对于每种情况都有(3 | (a^3 - a))。
##### 3. 奇数平方的形式
- **知识点**:任何奇数的平方都可以表示为8的倍数加1。
- **例题解析**:题目要求验证任意奇数的平方可以表示成 \(8k + 1\) 的形式。将任一奇数设为\(2k_0+1\), 平方后得到 \((2k_0+1)^2 = 4(k_0^2+k_0)+1=4k(k+1)+1\),由于 \(k, k + 1\) 中必有一个是偶数,则整个表达式可以表示为\(8m + 1\), 其中\(m=k/2或(m=(k+1)/2)\)。
##### 4. 连续整数的性质
- **知识点**:三个连续整数的乘积能够被6整除。
- **例题解析**:题目要求证明任意三个连续整数的乘积能被6整除。任取三个连续整数表示为 \(a - 1, a, a + 1\),其乘积可写成 \((a-1)a(a+1) = a^3-a\), 已知\(3| (a^3 - a)\),并且这三个数中必有一个是偶数,则(2|(a-1)a(a+1))。由于 \(2, 3\) 互质,所以\(6 | (a-1)a(a+1)\)。
##### 5. 构造连续合数序列
- **知识点**:可以构造一系列连续的合数。
- **例题解析**:题目要求构造一系列连续的合数。通过构建序列 \((k + 1)! + i\)(其中 \(i = 2,3,\ldots,k+1\)),证明每个元素都是合数。
##### 6. 素数的判定
- **知识点**:判断一个整数是否为素数的方法之一是检查其小于等于该数平方根的所有素数都不能整除它。
- **例题解析**:题目要求验证191和547是否为素数,并指出737与747不是素数。通过检验所有小于或等于各自平方根的质因数,确定它们的情况。
##### 7. 多重素数因子性质
- **知识点**:若三个按顺序排列且满足 \(p_1 \leq p_2 \leq p_3\) 的素数其乘积能够整除某整数,则该整数与最小的素因数之间的关系。
- **例题解析**:题目要求证明如果\(p_1p