费马小定理的证明
作者:互联网
(摘自百度百科)费马小定理(Fermat's little theorem)是数论中的一个重要定理,在1636年提出,
其内容为: 假如p是质数,且gcd(a,p)=1,那么 a^(p-1)≡1(mod p),即:假如a是整数,
p是质数,且a,p互质(即两者只有一个公约数1),那么a的(p-1)次方除以p的余数恒等于1。
定理:a^(p-1)≡1(%p),(a,p)=1;
在这之前首先来证明两个引理:
引理1:若(p,c)=1,且ac≡bc(%p),那么a≡b(%p)
证:
由ac≡bc(%p)得:ac-bc≡0(%p)
∴(a-b)c≡0(%p)
∴(a-b)c是p的整数倍
∵(c,p)=1
∴原式 <=> kpc≡0(%p)
∴(a-b)=kp
∴(a-b)%p≡0.
引理2:若a1,a2,a3,a4,...am 为 %m 的完全剩余系且(m,b)=1,则b*a1,b*a2,b*a3,b*a4,...b*am 也
是 %m 的完全剩余系
证(反证法):
假设存在 b*ai ≡ b*aj (%p) 由引理1得ai ≡ aj (%p),然而这显然是错误的,所以引理2成立。
首先构造%p的完全剩余系
0,1,2,3,4,...p-1.
∵ (a,p)=1;
∴ a,2a,3a,4a,(p-1)a 也是%p 的完全剩余系
∴ 1*2*3*4*...*(p-1) ≡ a*2a*3a*4a*...*(p-1)*a ( % p ) //可以将等式右边分别模进去就是左边的样子
∴ (p-1)!≡(p-1)!*a^(p-1) ( % p )
∵( p , ( p - 1 ) ! )=1//证明:
一个(质数-1) 的阶乘不可能是这个质数的倍数,
1*2*3*4*5*6 7
若果想要是 7 的倍数 则必须出现 k*7 ,所以必须要构造出一个7,(用几个数相乘)然而除
了1*7之外没有满足条件的其他数,显然这是不成立的,无法找到一个 k 值满足条件,所以 ( (p-1)! , p ) = 1 成立。}
根据引理1,等式两边同时约去(p-1)!得
a^(p-1)≡1(%p)
得证.
标签:...,ac,费马,bc,定理,证明,引理,质数 来源: https://www.cnblogs.com/EarlyBridVic/p/12911096.html