ACM數論之旅5---數論四大定理(你怕不怕(☆゚∀゚)老實告訴我)


(本篇無證明,想要證明的去找度娘)o(*≧▽≦)ツ

----------數論四大定理---------

 

數論四大定理:

1.威爾遜定理

2.歐拉定理

3.孫子定理(中國剩余定理)

4.費馬小定理

 

(提示:以后出現(mod p)就表示這個公式是在求余p的條件下成立)

 

 

 

 

 

 

 

 

1.威爾遜定理:(PS:威爾遜是個厲害人)

當且僅當p為素數時:( p -1 )! ≡ -1 ( mod p )

或者這么寫( p -1 )! ≡ p-1 ( mod p )

或者說

若p為質數,則p能被(p-1)!+1整除

 

在初等數論中

這是威爾遜給出了判定一個自然數是否為 素數 的 充分必要條件

但是由於階乘是呈爆炸增長的,其結論對於實際操作意義不大。(´・ω・`)(威爾遜表示很傷心)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.歐拉定理:(PS:歐拉是個厲害人)

歐拉定理,也稱費馬-歐拉定理
若n,a為正整數,且n,a互質,即gcd(a,n) = 1,則
a^φ(n) ≡ 1 (mod n)
 
φ(n) 是歐拉函數
  歐拉函數是求小於等於n的數中與n互質的數的數目  
(o>▽<)太長看不懂?我來幫你斷句
  歐拉函數是求 (小於n的數 )中 (與n互質的數 )的數目
或者說
  歐拉函數是求 1到n-1 中 與n互質的數 的數目
 
如果n是質數
那么1到n-1所有數都是與n互質的,
所以φ(n) = n-1
如果n是合數。。。自己算吧
例如φ(8)=4,因為1,3,5,7均和8互質
 
 
順便一提,這是歐拉定理
φ(n)是歐拉函數
還有一個歐拉公式
eix = cosx + isinx
把x用 π帶進去,變成
e= -1
大部分人寫成  e + 1 = 0
 
這是一個令萬人膜拜的偉大公式
引用一個名人的話(我忘了是誰( ̄▽ ̄lll)):
"它把自然對數e,虛數i,無理數 π,自然界中的有和無(1和0)巧妙的結合了起來,上帝如果不存在,怎么會有這么優美的公式。
如何見到它第一眼的人沒有看到它的魅力,那它一定成不了數學家"
 
一定要分清 歐拉定理,歐拉函數和歐拉公式這3個東西,要不然你就百度不到你想要的東西了(其實我在說我自己 ̄ε  ̄)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.孫子定理(中國剩余定理):(PS:孫子是個厲害人。。。這話怎么在哪里聽過( ・◇・)?好耳熟)

孫子定理,又稱中國剩余定理。

 

公元前后的《孫子算經》中有“物不知數”問題:“今有物不知其數,三三數之余二 ,五五數之余三 ,七七數之余二,問物幾何?”答為“23”。

就是說,有一個東西不知道有多少個,但是它求余3等於2,求余5等於3,求余7等於2,問這個東西有多少個?”答為“23”。

 

用現代數學的語言來說明的話,中國剩余定理給出了以下的一元線性同余方程組:
中國剩余定理1

中國剩余定理說明:假設整數m1,m2, ... ,mn兩兩互質,則對任意的整數:a1,a2, ... ,an,方程組 (S)有解

 

至於怎么求解,以后再講

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.費馬小定理:(PS:費馬是個厲害人。。。好了最后一遍,不玩了)

 

假如p是質數,若p不能整除a,則 a^(p-1) ≡1(mod p),若p能整除a,則a^(p-1) ≡0(mod p)。
或者說,若p是質數,且a,p互質,那么 a的(p-1)次方除以p的余數恆等於1。
 
 
你看你看你看o(*≧▽≦)ツ,是不是和歐拉定理很像
 
因為歐拉定理是費馬小定理的推廣,所以歐拉定理也叫費馬-歐拉定理(費馬:歐拉是壞人(/TДT)/,盜取我的成果,然后加以利用)

 

順便一提,費馬大定理

費馬大定理,又被稱為“費馬最后的定理”,由法國數學家費馬提出。
它斷言當整數n >2時,關於x, y, z的方程 x^n + y^n = z^n 沒有正整數解。
被提出后,經歷多人猜想辯證,歷經三百多年的歷史,最終在1995年被英國數學家安德魯·懷爾斯證明。

 

 

 

 

 

 

 

 

這是數論的一些基礎,以后會用的上的 ̄ 3 ̄

 


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