CONTENTS iii
4 Number Theory 39
4.1 Factors and multiples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.2 Direct proof with divisibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.3 Stay in the Set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.4 Prime numbers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.5 GCD and LCM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.6 The division algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.7 Euclidean algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.8 Pseudocode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.9 A recursive version of gcd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.10 Congruence mod k . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.11 Proofs with congruence mod k . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.12 Equivalence classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.13 Wider perspective on equivalence . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.14 Variation in Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5 Sets 52
5.1 Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
5.2 Things to be careful about . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.3 Cardinality, inclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
5.4 Vacuous truth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.5 Set operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.6 Set identit ies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.7 Size of set union . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.8 Product rule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5.9 Combining these basic rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
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