作者yueayase (scrya)
看板Math
标题Re: [中学] 国中~费马小定里
时间Tue Dec 28 02:07:37 2010
※ 引述《wwiillllyy (恋岚)》之铭言:
: <维基百科> http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%B2%BB%E9%A6%AC%E5%B0%8F%E5%AE%
: 9A%E7%90%86
: 若n不能整除a - b,x>0,(x,n)=1,则n也不能整除x(a-b)
: 取整数集A为所有小於p的集(A构成p的完全剩余系,即A中不存在两个数同余p)
: B是A中所有的元素乘以a组成的集合
: 因为A中的任何两个元素之差都不能被p整除
: 所以B中的任何两个元素之差也不能被p整除
: 因此
: 1*2*3*...*(p-1)同余(1*a)(2*a)(3*a)*...*[(p-1)*a] (mod p)
: 即
: p-1
: W 同余 W * a (mod p)
: 在这里W=123...(p-1),且(W, p) = 1,因此将整个公式除以W即得到:
: p-1
: a 同余 1 (mod p)
: 想问一下
: 1.那个 p 一定要质数吗?
: 还是只要 (a,p)=1就好?
如果不是质数的话,那我们可以找一反例:
a = 3, p = 10
10-1 9
=> 3 = 3 = 19683(想偷懒,就打计算机吧^ ^) ≡ 3 (mod 10)(被10除余3)
如此一来就不成立,实际上如果用尤拉定理,可以知道
4
3 ≡ 1(mod 10) (上面的次方是小於10且与10互质的正整数数量,
以这个例子来说:小於10且和10互值的数有1,3,7,9,有4个)
但是4不是10的因数,所以自然无法得到同余於1的结果
**所以 p 一定要是质数**
: 2.为甚麽 W 一定要是 1*2*3*...*(p-1)?
: 假如是 1*2*3*...*(p-2) 会不合吗?
: 其它情况呢?
其实这和证明的解题精神有关,因为你希望1*2*3*...*(p-1)和a,2a,3a,...(p-1)a
被p除後,可得相同的余数
但是你的a被p除後不一定和1被p除所得的余数相同,但你知道a除p的余数必定落在
1到p-1之间(因为已假设a不能被p整除
( (a,p)=1 => p不是a的因数(可用反证法) =>a不能被p整除 )
但是你现在唯一的讯息是:任何数被p除,余数都会落於1到p-1之中,
如果你只取p-2个,那a,2a,3a,...,(p-2)这个序列中的每个数被p除,
不见得会得到余数1,2,...,(p-2),可能中间会有一些会漏掉(就是余数是p-1,
而不是1,2,...,(p-2)的某一个)
如此一来,等式就不会成立了(所以其他情况也一样)
另外,ma和na, m,n < p,不可能会得到 ma≡na(mod p),
因为如果是的话,则 p | (m-n)a
又因为 (a,p)=1,所以 p | (m-n)
但是 m,n < p,则 |m-n| < p,则不可能 p | (m-n),造成矛盾
所以a,2a,...(p-1)a被p除的余数,必定两两相异
所以我们可以保证,a,2a,...,(p-1)a 把所有被p除所得的余数,都收集完毕
________
所以a,2a,...,(p-1)a的乘积被p除後,必定和1,2,....(p-1)的乘积被p除後相同
p-1
则 (p-1)! ≡ a (p-1)! (mod p)
p-1
则 p |(a - 1)(p-1)!
很明显的(p-1)!不能被p整除,因为p是质数
p-1
所以, p | a - 1
p-1 p-1
所以 a ≡ 1 (mod p) => a 被p除余1
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: 3.先暂时问到这样好了...
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