对于任意一个大于 $7$ 的素数 $p$,求证:$p$ 的倍数中存在“所有数位上的数都是 $1$”的数.(例如:$13\times 8547=111111,17\times 65359477124183=1111111111111111.$)
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    组合数学
    >
    抽屉原理
  • 知识点
    >
    数论初步
    >
    整除与同余
【答案】
【解析】
取 $p+1$ 个数:$1,11,111,\cdots,\underbrace{11\cdots 1}_{(n+1)\text{个}1}$,根据抽屉原理,其中必有两个数模 $p$ 同余.设$$\underbrace{11\cdots 1}_{i\text{个}1}\equiv \underbrace{11\cdots 1}_{j\text{个}1} \pmod p,$$其中 $1\leqslant i<j \leqslant p+1$.令$$n=\underbrace{11\cdots 1}_{j\text{个}1}-\underbrace{11\cdots 1}_{i\text{个}1}=\underbrace{11\cdots 1}_{(j-i)\text{个}1}\underbrace{00\cdots 0}_{i\text{个}0},$$则 $p\mid n$.因为 $p$ 为大于 $7$ 的素数,故 $p$ 与 $10$ 互素,所以 $p \mid \dfrac {n}{10^i}$,即 $p\mid \underbrace {11\cdots1}_{(j-i)\text{个}1}$,证毕.
答案 解析 备注
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