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  • 初等数论四大定理--欧拉定理

    内容:若a⊥b,则(a^{varphi(b)}equiv 1(mod b))
    证明:设(r_{1},r_{2},cdots,r_{varphi(b)})为 mod b意义下的一个简化剩余系,则(ar_1,ar_2,cdots,ar_{varphi(b)})也是mod b意义下的一个简化剩余系。
    (quad quad)所以, (r_{1},r_{2},cdots,r_{varphi(b)}=ar_1,ar_2,cdots,ar_{varphi(b)}=a^{varphi(b)}r_1r_2cdots r_{varphi(b)}(mod b))
    (quad quad) 所以 (a^{ varphi(b)} equiv 1(mod b))
    证毕:
    (quad quad) 特别的,当b为素数时,(varphi(b)=b-1),这个时候的欧拉定理就是费马小定理,所以说费马小定理是欧拉定理的一个特例。

    欧拉定理推论:

    [a^{b} equivleft{egin{array}{ll} a^{b mod varphi(p)} & a ot p=1 \ a^{b} & a ot p eq 1, b<varphi(p) \ a^{b mod varphi(p)+varphi(p)} & a ot p eq 1, b geq varphi(p) end{array} ight. ]

    先证明第一个,其他的先咕咕咕

    若正整数a,n互质,则对于任意正整数b,有(a^b equiv a^{b mod varphi(n)} (mod n))
    证明:

    [ 设b=q*varphi(n)+r,r= b mod varphi(n) \ 所以a^b equiv a^{q*varphi(n)+r} equiv (a^{varphi(n)})^q*a^r equiv 1^q*a^requiv a^{r}= a^{b mod varphi(n)} (mod n ) ]

    证毕
    很多题目要求我们把答案对一个质数p取模后再输出,面对a+b,a-b,a*b等算式,可以现在计算前将a,b取模。
    面对乘方算式,可根据欧拉定理推论,先把底数对p取模,指数对(varphi(p))取模,再计算乘方算式。

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