个人介绍
初等数论

主讲教师:何念如

教师团队:共3

  • 何念如
  • 李永新
  • 李永杰
学校: 平顶山学院
开课院系: 数学与统计学院
开课专业: 数学与应用数学
课程英文名称: Elementary number theory
课程编号: 214505617
学分: 2
课时: 60
课程介绍
       初等数论是研究数的规律,特别是整数性质的数学分支。它是数论的一个最古老的分支。它以算术方法为主要研究方法,主要内容有整数的整除理论、同余理论、连分数理论和某些特殊不定方程。 换言之,初等数论就是用初等、朴素的方法去研究数论。《初等数论》是数学与应用数学的一门专业基础课。本课程的目的是简单介绍在初等数论研究中经常用到的若干基础知识、基本概念、方法和技巧。

      《初等数论》课程综合应用近、现代数学的工具,来处理与整数相关的问题,进而可以从更高的观点来认识中小学数学的相关问题,它对于提高师范专业学生的教师素质具有十分重要的意义。通过本课程的学习,使学生加深整数的性质的了解,熟练掌握初等数论的基本内容、基本思想与基本方法(如整除理论、同余理论,不定方程的求解理论等);了解本学科发展的前沿(本学科世界难题最多),激发学生的学习热情,通过学习加强数论技能训练,提高分析问题、解决问题的能力。

      《初等数论》课程,涵盖近代数学和现代数学的许多方法、技巧,因此,通过《初等数论》的学习,能够培养学生的专业通识能力,是培养学生专业应用能力和师范岗位能力的基石,是中小学数学教育、课外活动和数学竞赛的重要内容,在整个专业课程体系中具有举足轻重的地位和作用。学生只有经过规范的《初等数论》课程的学习,才能初步掌握一些数论技巧方法。同时,该课程也是学习竞赛数学、离散数学、近世代数等后续课程的基础。
教师团队

何念如

职称:教师

单位:平顶山学院

部门:数学与统计学院

李永新

职称:教授

单位:平顶山学院

部门:继续教育学院

李永杰

职称:教师

单位:平顶山学院

部门:数学与统计学院

教学方法

启发式讲授法:采用启发引导的方法讲解基础理论和一些较抽象和较难理解定理及证明。

讨论教学法:较简单内容通过学生讨论和讲解完成,一些练习题的解答和证明学生借助学习通交流。

BOPPPS教学法:课堂教学采用BOPPPS的教学模式进行。


教学条件

多媒体教室

参考教材

闵嗣鹤,严士健. 初等数论(第四版)[M]. 高等教育出版社,2020,5.

张贤科. 初等数论[M]. 高等教育出版社,2019,5.

潘承洞,潘承彪.初等数论[M].北京大学出版社,2013,1.


教学大纲

初等数论》课程教学大纲

 

一、课程基本信息

课程名称:初等数论/ Elementary Number Theory 课程代码:31100204

课程类别:专业选修 

60  其中讲授:32 学时   实践4学时  自学24学时   

2学分

承担单位:数学与统计学院

适用专业:数学与应用数学

所属模块:数学理论提升(编号07)

开设学期:第学期  

二、课程简介

初等数论是数学与应用数学专业的专业选修,它的任务是使学生掌握初等数论的基本理论和方法为将来从事中学数学教学奠定必要的基础初等数论主要内容有整数的整除理论、同余理论、连分数理论和某些特殊不定方程。

三、课程教学目标

(一)目标设置

课程目标1提升数论方面的基础知识,掌握整数整除、同余、不定方程、同余式连分数等问题的基本概念和基本理论和方法【毕业要求3】

课程目标2:形成严密的逻辑思维能力,较强的分析问题的能力较好的表达和思考能力【毕业要求4

课程目标3:具有一定的创新意识,运用批判性思维方法,提高分析和解决问题的能力。【毕业要求7

四、课程教学内容

序号

章节(知识点)名称

教与学内容

支撑课程目标

1

整数的可除性

学习目标:(1)理解整除的基本概念,会使用带余数除法和辗转相除法;

(2)理解和掌握最大公因数和最小公倍数的基本理论,会求最大公因数和最小公倍数;(3)掌握算术基本定理的推导;掌握数论函数[x]、{x}和n!的标准分解式的推导过程。

讲授内容:整除的概念、带余数除法、最大公因数与辗转相除法、最小公倍数、质数、算术基本定理、函数[x]、{x}及其在数论中的应用。

实践内容探究用辗转相除法求最大公因式。

自学要求(1)查阅资料了解初等数论的发展史;(2) 阅读教材序言,上网查询数论问题研究的前沿现状;(3)通过课前预习、课后复习和小组讨论等手段掌握基本概念和理论,及时完成课后习题。

重点:整除、最大公因数、最小公倍数、质数的概念;数论函数[x]{x}和算术基本定理

难点:辗转相除法。

1、2、3

2

不定方程

学习目标:(1)熟练掌握二元一次不定方程有整数解的条件和解法;(2)掌握多元一次不定方程有整数解的条件,会求简单多元一次不定方程的解;(3)理解和掌握不定方程+  = 的正整数解的表示方法。

讲授内容:二元一次不定方程、多元一次不定方程、勾股数。

实践内容:探究勾股数的表示方法。

自学要求阅读教材第二章,上网查询不定方程问题研究的热点。

重点二元一次不定方程。

难点多元一次不定方程。

1、2、3

3

同余

学习目标(1)掌握同余的概念,理解并熟练掌握同余与整除的关系、同余的基本性质;(2)理解和掌握剩余类与完全剩余系的概念及其性质;(3)理解和掌握简化剩余系的概念和性质,熟悉Euler函数的定义及计算公式,了解Euler函数的简单性质;(4)熟练掌握Fermat-Euler定理与Wilson定理的推导和应用。

讲授内容同余的概念及其基本性质、剩余类及完全剩余系、简化剩余系与欧拉函数、欧拉定理费马定理及其对循环小数的应用、公开密钥——RSA体制。

自学要求阅读教材第三章,上网查询欧拉函数、欧拉定理、费马定理的主要方法。

重点:同余的概念、同余的基本性质。

难点:完全剩余系、简化剩余系。

1、2、3

4

同余式

学习目标:(1)掌握一次同余式有解的条件,熟悉一次同余式的两种解法;

(2)理解孙子定理的意义,能熟练利用孙子定理解一次同余式组;(3)熟练掌握高次同余式的一般求解方法,掌握质数模同余式解数的判别。

讲授内容同余式基本概念及一次同余式、孙子定理、高次同余式的解数及解法、质数模的同余式。

实践内容

自学要求阅读教材第四章,上网查询孙子定理的相关文献。

重点:熟练利用孙子定理解一次同余式组。

难点:熟练掌握高次同余式的一般求解方法。

1、2、3

5

二次同余式与平方剩余

学习目标(1)理解二次剩余与二次非剩余的概念,两者之间的关系,熟练掌握欧拉判别条件,会求单质数模的二次剩余与二次非剩余;(2)理解勒让德符号的定义和意义,掌握其基本性质和二次互反律,熟练计算勒让德符号,能利用勒让德符号的含义和性质判别质数模同余式的解数;(3)掌握雅可比符号的定义和性质,理解雅可比符号与勒让德符号的关系,会利用雅可比符号判定二次同余式无解;(4)从理论上掌握一般二次同余式有解的解数定理及求解方法。

讲授内容:一般二次同余式、单质数的平方剩余与平方非剩余、勒让德符号、雅可比符号、合数模同余式有解的条件及解数。

实践内容探究平方剩余与平方非剩余的意义

自学要求阅读教材第五章,上网查询欧拉判别条件。

重点:掌握一般二次同余式有解的解数定理及求解方法。

难点:理解雅可比符号与勒让德符号的关系。

1、2、3

6

连分数

学习目标(1)掌握连分数、有限连分数的概念与性质;(2)理解任何简单连分数均可表示成唯一实数;(3)会求简单连分数的值;(4)掌握实数的简单连分数表示和求无理数的最佳有理近似值方法; (5)了解二次无理数与循环连分数的关系。

讲授内容连分数的基本性质、把实数表示成连分数、循环连分数。

自学要求:阅读教材第七章,上网查询中国古代圆周率近似值计算的突出成就。

重点:掌握实数的简单连分数表示和求无理数的最佳有理近似值的方法。

难点:了解二次无理数与循环连分数的关系。

1、2、3

、课程考核评价方式

1)直接评价

课程目标

考核内容

考核与评价方式及

成绩比例

折合综合成绩

期末考试

平时成绩

1

整除的可除性、不定方程、同余式、连分数

56

80

65

2

同余、同余式、二次同余式与平方剩余

20

6

15

3

整除的可除性、不定方程、同余式、二次同余式与平方剩余

24

14

20

各环节原始分合计

100

100

100

各环节成绩占综合成绩比例(%

60

40

100

2)间接评价

学生评学:课程结束后发布学生评学调查问卷,问卷数据用于持续改进。

督导、同行评教:评课建议用于后续教学方法、手段改进。

(二)课程成绩构成

期末综合成绩=期末考试成绩*60%+平时成绩*40%

平时成绩由线上平台统计取得,由作业、随堂互动、测验学习活动组成。

()成绩评定方法

各环节评分标准与依据如下:

1)期末考试评分标准:满分100分,综合成绩占比60%。评价依据为试卷、试卷参考答案及评分标准。

2)平时成绩=作业*0.5+课堂互动*0.25+章节测验*0.25

评分标准:

章节测验统计网络学习平台中章节测验的成绩进行计算

课堂互动积极参与课堂中进行的随堂练习、课堂测验、小组讨论等活动可以获取相应分数,积分达20分以上记满分100分,不足的按比例扣减。

七、教学环境要求及主要教学手段方法

()教学环境要求

多媒体教室。

(二)主要教学手段及教学方法

采用多媒体教学,充分利用课程信息化教学资源,展示课程基本原理。教学方法采用理论讲授、讨论式教学和线上线下混合式教学相结合。坚持“立德树人”的育人理念,将社会主义核心价值观贯穿在整个教学过程中。

八、课程参考书及辅助学习资源

(一)建议使用教材

1. 闵嗣鹤,严士健. 初等数论. 北京:高等教育出版社,20201月

(二)主要参考书: 

1. 张贤科.初等数论.北京:高等教育出版社,20169月1

2. 潘承洞,潘承彪. 初等数论. 北京:北京大学出版社,2003年第2 

3. 柯召,孙琦. 数论讲义. 北京:高等教育出版社,2001年第2



课程特色

1.教学内容改革,关注与其它内容的联系和研究前沿

本课程理论性强且抽象,在教学中,注重教学内容与高等代数、编码学和中小学数学竞赛内容等相关知识衔接,介绍相关数学史和一些内容的研究现状和前沿,激发学生的学习兴趣。

2.教学方法多元,注重学生参与学习

根据本课程线上线下教学的特点,通过让学生提前预习、布置任务提前阅读讨论、查找资料等方式成为学习的主体。

建设网络题库,课后常规作业采用随机抽题的形式,以督促学生自己独立完成学习任务;在课后作业的布置上也多样化,总结章节内容、难点重点,查阅资料延展内容扩充学生视野,提高学生的学习能力,培养学生的良好的学习方法和习惯。

3.面向专业需求,提升专业能力素质

以专业人才培养目标为依据,在系统学习课程基础理论和数学思想的基础上,引导学生用现代数学高观点从更高层次、更深角度看待中学数学内容,提升学生的专业素质,为以后的职业生涯奠定基础。



课程评价

教学资源
课程章节 | 文件类型   | 修改时间 | 大小 | 备注
1.1 整除的概念  带余除法
视频
.mp4
2023-06-04 60.89MB
 
视频
.mp4
2023-06-04 110.17MB
 
文档
.ppt
2023-06-04 1.77MB
 
视频
.mp4
2023-06-04 38.25MB
1.2 最大公因数  辗转相除法
文档
.ppt
2021-09-18 1.22MB
 
视频
.mp4
2021-09-18 21.39MB
1.3 整除的进一步性质 最小公倍数
视频
.mp4
2021-09-18 38.91MB
 
文档
.pptx
2021-09-18 312.36KB
1.4 质数 算术基本定理
视频
.mp4
2022-10-11 82.10MB
 
文档
.ppt
2022-10-11 1.10MB
 
图书
.book
2022-10-11 289.00Byte
1.5 函数[x],{x}及在数论中的应用
文档
.ppt
2022-05-06 1.09MB
1.6 第一章 单元测验
作业
.work
2022-05-06 --
2.1 二元一次不定方程
视频
.mp4
2021-09-19 77.58MB
 
文档
.pptx
2021-09-19 715.75KB
 
图书
.book
2021-09-19 199.00Byte
2.2 多元一次不定方程
视频
.mp4
2022-10-10 57.20MB
 
文档
.ppt
2022-10-10 229.50KB
2.3 勾股数
图书
.book
2022-05-06 90.00Byte
 
文档
.ppt
2022-05-06 836.50KB
2.4 第二章 单元测验
作业
.work
2022-05-06 --
3.1 同余的概念及基本性质
视频
.mp4
2021-04-19 27.38MB
 
文档
.pptx
2021-04-19 314.09KB
3.2 剩余类及完全剩余系
视频
.mp4
2022-10-10 83.69MB
 
文档
.pptx
2022-10-10 369.57KB
3.3 简化剩余系与欧拉函数
视频
.mp4
2022-10-10 108.89MB
 
文档
.pptx
2022-10-10 362.44KB
3.4 欧拉函数 费马定理及应用
文档
.pptx
2021-09-25 385.42KB
 
图书
.book
2021-09-25 150.00Byte
3.5 安全密钥--RSA
视频
.mp4
2023-02-14 48.44MB
 
文档
.pptx
2023-02-14 188.17KB
3.6 第3章测验
作业
.work
2025-05-24 --
4.1 基本概念及一次同余式
视频
.mp4
2022-10-10 52.09MB
 
文档
.pptx
2022-10-10 246.83KB
4.2 孙子定理
图书
.book
2021-09-25 179.00Byte
 
文档
.pptx
2021-09-25 1.10MB
4.3 高次同余式的解数及解法
视频
.mp4
2022-10-11 91.27MB
 
文档
.pptx
2022-10-11 321.41KB
4.4 质数模的同余式
文档
.pptx
2021-01-31 347.70KB
4.5 第4章测验
作业
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2025-05-24 --
5.1 一般二次同余式
视频
.mp4
2022-10-10 91.86MB
 
文档
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2022-10-10 934.82KB
5.2 奇素数的平方剩余和平方非剩余
视频
.mp4
2022-10-10 33.32MB
 
文档
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2022-10-10 856.39KB
5.3 勒让德符号
视频
.mp4
2022-10-10 50.24MB
 
文档
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2022-10-10 842.36KB
5.4 前节定理的证明
视频
.mp4
2022-10-10 80.91MB
 
文档
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2022-10-10 888.28KB
5.5 雅克比符号
视频
.mp4
2022-10-10 68.85MB
 
文档
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2022-10-10 842.74KB
5.6 合数模的情形
视频
.mp4
2023-06-04 89.87MB
 
文档
.pptx
2023-06-04 982.99KB
5.7 第5章测验
作业
.work
2025-05-24 --
6.1 连分数的基本性质
文档
.pptx
2021-01-31 149.58KB
6.2 把实数表成连分数
文档
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2021-01-31 180.47KB
6.3 循环连分数
文档
.pptx
2021-01-31 141.14KB
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