N有两种情况:质数或合数。先看简单的,即当N为合数时:
N = AB, A和B均为非负整数,则2N-1可表述为2AB-1,假设我们可以从2A-1中选A个数,其
和能被A整除;然后从2B-1中选B个数,其和能被B整除。自然而然,我们可知2N-1中可选N
个数,其和能被N整除。呵呵,至于最初的验证步骤,就不用我做了吧。
难的是证明N为质数的情况:
令N=P,则不存在a_{i_1}, a_{i_2}, ..., a_{i_N} s.t.
sum{a_{i_k}}(k=1..N) = 0 (mod N), 对于1 <= i_1 <i_2 < ... < i_N.
故[a_{j_1} + a_{j_2} + ... + a_{j_N}]^{N-1} = 1 (mod N). 所有不同
的j_k组合共有(2N-1 选 N)个,即(2N-1)!/(N!*(N-1)!)。把它们按以上形式
求和得到sum [a_{i_1} + a_{i_2} + ... + a_{i_N}]^{N-1} = (2N-1 选 N)
= 1 (mod N)
但如果我们展开左边,就能发现每个单项都能被N整除,于是与右边矛盾。。。。