初等数论四大基本定理
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初等数论四大基本定理
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
呵呵,我又來了,好久沒寫日志了,啦啦啦……
? ? 以前說過的,這次帶來……好吧,如題。先從自認為簡單些的開始吧。
? ? ????那么,怎么證明咧?
? ? ? ? ? ??首先,如果q不是質數,而且q大于4,那一定存在q=0(mod p),q=0(mod q/p)?1<p<q,那么(q-1)!=0(mod q)
? ? ????????然后,當q是質數時,我們可以構造集合A={1,2,3,4……n-1},對于集合中除1和n-1外的任意數x,集合中必定唯一存在y,使xy=1(mod q)(其實就是y是x的數論倒數),那集合中除1和n-1外的數都可兩兩配對,使最后的乘積為1(mod q),于是乎,再乘上1和n-1,得到(q-1)!=q-1(mod?q);
????? ? ????還有問題,上面說的對于每個x,存在xy=1(mod q),又怎么證明咧?因為q是質數,x與q互質,構造集合{x,2x,3x……qx},所以該集合一定是對于模q的一個縮系(即任意兩個數不對模q同余,從而模q后形成q的剩余系),又因為qx=0(mod q),所以一定唯一存在y(1<y<q),使xy=1(mod q)。 唔,然后就證完了!
????? ? ????首先,對于同余方程x=ai(mod mi)(1≤i≤n),且各個mi互質,我們定義M=m1Xm2Xm3……Xmn,以及qi=M/mi,設ti為qi對于模mi的數論倒數(前面說過的),那么x=a1*t1*q1+a2*t2*q2+……+an*tn*qn+kM(k為任意整數)。 然后就是證明了:
?????????????先把等一下要用的東西寫出來: 因為ti*qi=1(mod mi),所以ai*ti*qi=ai(mod mi);
因為qi是任意mj(i≠j)的倍數,所以ai*ti*qi=0(mod mj);
?????????????好了,然后開證了:對于每個mi,x=a1*t1*q1+a2*t2*q2+……+an*tn*qn=ai*ti*qi+a1*t1*q1+a2*t2*q2+……+an*tn*qn;之后
? ? ? ??對于模mi可得x=ai+0+0……+0=ai(mod mi),滿足條件,然后再加個kM(這個可以理解吧),得證啦!
? ? ? ? 證明來了(略苦逼的說):
????????????構造集合P={1,2……,p-1},由于p與a互質,那么對于另一個集合A={a,2a……a(p-1)},是p的一個縮系,這個前面說過,這里具體證明一下,如果存在ai=aj(mod p),那么ai-aj=a(i-j)=0(mod p),因為a與p互質,可得i-j=0(mod p)!,與題意不符!
????????? ? 然后1*2*3……*(p-1)=a*2a*3a……an(mod p),于是(p-1)!=(p-1)!*a(p-1)?(mod p),因為(p-1)!與p互質,約去(p-1)!
????????????得證:a(p-1)≡1(mod p)。
? ? 以前說過的,這次帶來……好吧,如題。先從自認為簡單些的開始吧。
? ? ①威爾遜定理
? ? ????這個定理是說,對于任意自然數q,當且僅當q是質數時,(q-1)!≡q-1(mod q);? ? ????那么,怎么證明咧?
? ? ? ? ? ??首先,如果q不是質數,而且q大于4,那一定存在q=0(mod p),q=0(mod q/p)?1<p<q,那么(q-1)!=0(mod q)
? ? ????????然后,當q是質數時,我們可以構造集合A={1,2,3,4……n-1},對于集合中除1和n-1外的任意數x,集合中必定唯一存在y,使xy=1(mod q)(其實就是y是x的數論倒數),那集合中除1和n-1外的數都可兩兩配對,使最后的乘積為1(mod q),于是乎,再乘上1和n-1,得到(q-1)!=q-1(mod?q);
????? ? ????還有問題,上面說的對于每個x,存在xy=1(mod q),又怎么證明咧?因為q是質數,x與q互質,構造集合{x,2x,3x……qx},所以該集合一定是對于模q的一個縮系(即任意兩個數不對模q同余,從而模q后形成q的剩余系),又因為qx=0(mod q),所以一定唯一存在y(1<y<q),使xy=1(mod q)。 唔,然后就證完了!
? ? ②中國剩余定理
????? ? 聽名字就蠻自豪的,這貨是用來解同余方程的說;????? ? ????首先,對于同余方程x=ai(mod mi)(1≤i≤n),且各個mi互質,我們定義M=m1Xm2Xm3……Xmn,以及qi=M/mi,設ti為qi對于模mi的數論倒數(前面說過的),那么x=a1*t1*q1+a2*t2*q2+……+an*tn*qn+kM(k為任意整數)。 然后就是證明了:
?????????????先把等一下要用的東西寫出來: 因為ti*qi=1(mod mi),所以ai*ti*qi=ai(mod mi);
因為qi是任意mj(i≠j)的倍數,所以ai*ti*qi=0(mod mj);
?????????????好了,然后開證了:對于每個mi,x=a1*t1*q1+a2*t2*q2+……+an*tn*qn=ai*ti*qi+a1*t1*q1+a2*t2*q2+……+an*tn*qn;之后
? ? ? ??對于模mi可得x=ai+0+0……+0=ai(mod mi),滿足條件,然后再加個kM(這個可以理解吧),得證啦!
? ? ③費馬小定理
????? ? 注意,是小定理,不是費馬大定理哦!它告訴我們假如p是質數,且gcd(a,p)=1(就是互質),那么a(p-1)≡1(mod p);? ? ? ? 證明來了(略苦逼的說):
????????????構造集合P={1,2……,p-1},由于p與a互質,那么對于另一個集合A={a,2a……a(p-1)},是p的一個縮系,這個前面說過,這里具體證明一下,如果存在ai=aj(mod p),那么ai-aj=a(i-j)=0(mod p),因為a與p互質,可得i-j=0(mod p)!,與題意不符!
????????? ? 然后1*2*3……*(p-1)=a*2a*3a……an(mod p),于是(p-1)!=(p-1)!*a(p-1)?(mod p),因為(p-1)!與p互質,約去(p-1)!
????????????得證:a(p-1)≡1(mod p)。
? ? ④歐拉定理
????????? ??費馬小定理事實上是歐拉定理的一種特殊情況,歐拉定理是說若p,a為正整數,且p,a互質,則aφ(p)≡1(mod p),證明我就不詳述了,?用費馬小定理的證明改一下就好了啦,就是這樣!又偷懶了……轉載于:https://www.cnblogs.com/Enceladus/p/4979090.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的初等数论四大基本定理的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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