已知兩個不相等的質數m、n滿足5m+7n=129,求m+n=?
在做題之前,我們先了解一下「什麼叫質數」。
質數,又稱素數,指在大於1的自然數中,除了1和該數自身外,無法被其他自然數整除的數(也可定義為只有1與該數本身兩個正因數的數)。大於1的自然數若不是素數,則稱之為合數。例如,5是個素數,因為其正約數只有1與5。而6則是個合數,因為除了1與6外,2與3也是其正約數。算術基本定理確立了素數於數論裡的核心地位:任何大於1的整數均可被表示成一串唯一素數之乘積。為了確保該定理的唯一性,1被定義為不是素數,因為在因式分解中可以有任意多個1(如3、1×3、1×1×3等都是3的有效約數分解)。

在此題中,m、n是質數,那麼它只能是2、3、5、7、11......而不能是4、6、8、9等非質數。
所以要想滿足5m+7n=129,我們先來做幾種假設:
假設m、n都是偶數,5m+7n=偶數,所以這種假設不成立;
假設m、n都是奇數,5m+7n=偶數,所以這種假設也不成立;
所以只能假設m、n是一個奇數一個偶數,那麼5m+7n=奇數,所以這種假設是成立的。
那麼偶數是質數的只有2,所以
如果m=2,則5╳2+7n=129,n=17,m+n=19;
如果n=2,則5m+7╳2=129,m=23,m+n=25。
其實,在自然數中,既是質數又是偶數的數是2,所以我們在第一種假設時就顯得沒有必要了,因為m和n既然是不同的質數,就不可能同時兩個既是質數又是偶數,所以我們只需要第二個和第三個假設就可以了。
大家怎麼認為呢?
如何移動一根火柴使等式成立?