证明N的阶乘不是完全平方数(N>=2):

如题所述

我不知道这道题有没有更直接的方法.
我想的是用Bertrand假设: 对n ≥ 2, 存在素数p使n < p < 2n.
这个定理的证明还算是比较初等的, 但是比较繁琐.
我曾经整理过一个证明的概要, 见参考资料.

使用这个结果能够很容易的证明N ≥ 2时N!不为完全平方数.
对N = 2, 可以直接验证.
对N = 2k ≥ 4, 存在素数p使k < p < 2k.
于是p整除N!, 但p² 不整除N!, N!不为完全平方数.
对N = 2k-1 ≥ 3, 存在素数p使k < p < 2k, 即有k < p ≤ 2k-1.
于是同样有p整除N!, 但p² 不整除N!, N!不为完全平方数.

参考资料:http://zhidao.baidu.com/question/510446637.html

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第1个回答  2013-03-17
该题证明要用到两个基本结论:①如果P为不大于N的最大素数,那么P>N/2;②如果N为合数,那么N的最大素因子≦N/2。追问

为什么要证第2个?还有你可以证明这两个结论吗?

追答

N为素数:假设N!=m^2,那么N整除m,从而m=kN,k为整数,m^2=k^2N^2,所以N!=m^2=k^2N^2,即(N-1)!=k^2N,所以N能整除(N-1)!,矛盾!((N-1)!中的最大素因子必小于N,而N为素数,N不可能能整除(N-1)!),所以N!不是平方数;
N为合数:假设N!=m^2,存在素数p,满足N/2<p<N,设P是诸p中最大的一个,那么P整除m,从而m=kP,k为整数,m^2=k^2P^2,所以N!=m^2=k^2P^2,即1.2...P(P+1)...N=k^2P^2,即1.2...(P-1)(P+1)...N=k^2P,所以P能整除1.2...(P-1)(P+1)...N,矛盾!(1.2...(P-1)(P+1)...N的最大素因子必小于P,P不可能能整除1.2...(P-1)(P+1)...N),所以N!不是平方数;
综上所述,N!不是平方数。
另外,①如果P为不大于N的最大素数,那么P>N/2;首先要证明必有素数p满足N/2<p≤N,N≥2;结论很明显,但证法很复杂;
②如果N为合数,那么N的最大素因子≦N/2。设N的最大素因子为p,则N=pq,q≥2为N的因子,那么pq≥2p,即N≥2p,所以p≤N/2。

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