从 p1=2,p2=3开始,进行这种构造,找出5个以上的素数。
- p3=2∗3+1=7
- p4=2∗3∗7+1=43
- p5=2∗3∗7∗43+1=1807
- p6=2∗3∗7∗43∗1807+1=3263443
- p7=2∗3∗7∗43∗1807∗3263443+1=10650056950807
找出整数z被13整除的规则
对于模13同余,我们有:
10≡−3,102≡9,103≡12,104≡3,105≡4,106≡1,107≡−3
再接下去的余数则是上面的重复,因此 z 被13整除必须而且只须表达式
z=a0−3a1+9a2+12a3+3a4+4a5+a6−3a7+⋯
被13整除。
说明下面的消去律对素数的模的同余式成立:
如果 ab≡ac ,且 a≡0 ,则 b≡c .
ab−ac≡0
a(b−c)≡0
因为 a≡0
所以 b−c≡0
所以 b≡c
分配律证明:
abab−aca(b−c)a(b−c)=ac+rd=rd=rd≡0
习题
0和6之间哪一个数和乘积11∗18∗2322∗13∗19模7同余?
11≡4(mod7)
18≡4(mod7)
2322≡5(mod7)
13≡6(mod7)
13≡5(mod7)
111823221319≡4∗4∗5∗6∗5(mod7)
4∗4∗5∗6∗5≡2400(mod7)≡6(mod7)
0和12之间哪一个数和乘积371117192329∗113模13同余?
3≡3(mod13)
7≡7(mod13)
11≡11(mod13)
17≡4(mod13)
19≡6mod13)
23≡10(mod13)
29≡3(mod13)
113≡9(mod13)
371117192329∗113≡3∗7∗11∗4∗6∗10∗3∗9(mod13)
3∗7∗11∗4∗6∗10∗3∗9≡1496880(mod13)≡8(mod13)
0和4之间哪一个数与1+2+22+⋯+219的和模5同余?
设2的指数为 k(k>=0) 。
20≡1(mod5)
21≡2(mod5)
22≡4(mod5)
23≡3(mod5)
24≡1(mod5)
接下来随着k的增长余数是重复,所以k模4观察。
若 k≡0(mod4) ,则 2k=24n=16n,(n>=0) 。因为 16≡1(mod5) ,所以 16n≡1(mod5) ,所以 2k≡1(mod5) 。
若 k≡1(mod4),则 2k=24n+1=216n,(n>=0) 。因为 16≡1(mod5) ,所以 216n≡2(mod5) ,所以 2k≡2(mod5) 。
若 k≡2(mod4) ,则 2k=24n+2=416n,(n>=0) 。因为 16≡1(mod5) ,所以 416n≡4(mod5) ,所以 2k≡4(mod5) 。
若 k≡3(mod4) ,则 2k=24n+3=816n,(n>=0) 。因为 16≡1(mod5) ,所以 816n≡3(mod5) ,所以 2k≡3(mod5) 。
1+2+22+⋯+219=1+2+4+3+⋯+3(mod5)=5∗(1+2+4+3)(mod5)=0(mod5)
费马定理
用类似的计算表明:28≡1(mod17);38≡−1(mod17);314≡−1(mod29);214≡−1(mod29);414≡1(mod29);514≡1(mod29);
21≡2(mod17)22≡4(mod17)25≡15(mod17)26≡13(mod17)28≡52(mod17)≡1(mod17)
31≡3(mod17)32≡9(mod17)33≡10(mod17)34≡13(mod17)35≡5(mod17)38≡50(mod17)≡−1(mod17)
32≡9(mod29)33≡−2(mod29)34≡−6(mod29)38≡7(mod29)310≡5(mod29)314≡−6∗5(mod29)≡1(mod29)
22≡4(mod29)24≡16(mod29)25≡−3(mod29)210≡9(mod29)212≡7(mod29)214≡−1(mod29)
214≡−1(mod29)414=215=214∗214=1(mod29)
52≡−4(mod29)54≡16(mod29)55≡−7(mod29)510≡−9(mod29)512≡7(mod29)514≡1(mod29)
对p=5,7,11,17,23,用不同的a值来核对费马定理。
34=32∗32≡4∗4(mod5)≡1(mod5)
42≡2(mod7)44≡4(mod7)46≡1(mod7)
32≡−2(mod11)34≡4(mod11)38≡5(mod11)310≡1(mod11)
52≡8(mod17)54≡−4(mod17)58≡−1(mod17)516≡1(mod17)
72≡−3(mod23)74≡9(mod23)76≡−4(mod23)712≡16(mod23)714≡−2(mod23)716≡−6(mod23)722≡1(mod23)
证明一个一般的定理:使ae≡1(modp)的最小正整数e必须是p−1的一个因子(提示:用e除p−1得到p−1=ke+r,这里0≦r<e,并且用ap−1≡ae≡1(moda)这一事实)
∵ae≡1(modp)∴ake≡1(modp)∵ap−1≡1(modp)∴ake+r≡1(modp)∴ake∗ar≡1(modp)∴ar≡1(modp)
根据条件,使 ae≡1(modp)的最小正整数为e ,且0≦r<e ,因此 r不可能为正整数。故能满足ar≡1(modp)的 r 的唯一取值为0。因此 p−1=ke,也即 e 为 p−1 的一个因子。
二次剩余
62=36≡13(mod23),23是不是二次剩余(mod13)?
∵[223−1]∗[213−1]是偶数且13是二次剩余∴23是二次剩余62=36≡23(mod13)
我们已看到x2≡(p−x)(modp),说明这是数12,22,32,⋯,(p−1)2中间仅有的同余关系。