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今天所讲内容很有意思。
(1)先回顾一下费马小定理:
费马小定理:若p是素数,n为不能被p整除的正整数,则 能够被p整除。或者说, |
(2)显然,除去2和5以后的其他素数p都不能整除10,所以,由费马小定理有:
也就是说,10自乘p-1次之后,与1同余(mod p)。但很多时候,10不一定要自乘这么多次就可以做到与1同余(mod p)。比如,若素数p=13,由费马小定理,下式成立没有问题:
但其实,10自乘6次(而不是12次)便可与1同余了,即:
是不是真的很神奇!但规律找到了,找到规律之后的心情就不只是惊奇,只能觉得数学太伟大了!
(4)我上一讲讲过n=2,7,11,13,而我这一讲却一直在说n=10,这是因为我们常用的进位制是十进制。我们前面讨论的小数循环节也是在十进制情况下才有的。前面讲了,在n=10时,e可能等于p -1,很多时候会比p -1小(是p -1的因子)。e=p -1时意味着p的倒数1/p的小数循环节的位数为p -1。那么,我们就看一看哪些素数p,其倒数 1/p被表示成小数形式时,其循环节长度达到了最大值p -1。 我们前面说过的1/7是这种情况,即1/7的循环节是7-1=6。我们发现,p=17时,10也需要经过17-1却16次自乘才能使得乘幂与1同余(mod 17),所以,1/17的循环节有16位。这个16不算小了。但是对p=97这个稍大一些的素数,p=17的循环节长度就是小巫见大巫了,这时的e=96,即10要自乘96次方才可以与1同余(mod 97),所以,1/97的小数表示形式的循环节有96位之长。我们的计算器一般都计算不到这么多位。
(5)我们上一讲最后说到过原根。 所谓素数p的原根(用g表示)是指,使得同余式g^e≡1(mod p)得以成立的最小的e必须为p -1。 比如10的18次方才能够与1同余(mod 19),所以g=10,即10是素数19的一个原根。原根这个概念有些深奥。本讲主要涉及10这个原根。由于我们所说的小数是在十进制下才有的,所以,10这个原根便与小数的循环节产生的联系。对于那些其倒数的循环节为p -1的素数p,10都是它们的原根。比如,10是100以内下面这九个素数7,17,19,23,29,47,59,61,97的原根。这也就是说,这九个素数,它们的小数表示的循环节的长度都达到了最长——素数本身减1(即p -1)。比如,p=23,则1/p表示为小数时,循环节的长度为23 -1=22。
(7)最后,据说目前还没有人研究清楚,其倒数的循环节为p-1的素数p到底有无穷多个还是只有有限多个。 返回搜狐,查看更多
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