zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 原根

    定义:

    { (xi mod p) | 1 <= i <= p-1 } = { 1, ..., p-1 }  p是素数

    则称x为p的原根

    即  p为素数,如果x的1——p-1次方 模 p-1  各不相同,则称x为p的原根

    一个数可能不只有一个原根

    求p的原根的方法:

    若x^(p-1)%p=1,当且仅当指数为p-1的时候成立,那么x是p的一个原根

    特殊性质:

    奇素数p的原根个数为φ(p-1)

    不会证明,粘题解吧

    证明1: 

    对于给出的素数p,
    首先要明确一点:p的元根必然是存在的(这一点已由Euler证明,此处不再赘述),因此,不妨设其中的一个元根是a0(1<=a0<=p-1)
    按照题目的定义,a0^i(1<=i<=p-1) mod p的值是各不相同的,再由p是素数,联系Fermat小定理可知:q^(p-1) mod p=1;(1<=q<=p-1)(这个在下面有用)
    下面证明,如果b是p的一个异于a的元根,不妨令b与a0^t关于p同余,那么必然有gcd(t,p-1)=1,亦即t与p-1互质;反之亦然;
    证明:
    若d=gcd(t,p-1)>1,令t=k1*d,p-1=k2*d,则由Fermat可知
    (a0^(k1*d))^k2 mod p=(a0^(k2*d))^(k1) mod p=(a0^(p-1))^(k1) mod p=1
    再由b=a0^t (mod p),结合上面的式子可知:
    (a0^(k1*d))^k2 mod n=b^k2 mod p=1;
    然而b^0 mod p=1,所以b^0=b^k2 (mod p),所以b^i mod p的循环节=k2<p-1,因此这样的b不是元根;
     
    再证,若d=gcd(t,p-1)=1,即t与p-1互质,那么b必然是元根;
    否则假设存在1<=j<i<=p-1,使得b^j=b^i (mod p),即a0^(j*t)=a0^(i*t) (mod p),由a0是元根,即a0的循环节长度是(p-1)可知,(p-1) | (i*t-j*t)->(p-1) | t*(i-j),由于p与
    t互质,所以(p-1) | (i-j),但是根据假设,0<i-j<p-1,得出矛盾,结论得证;
    
    由上面的两个证明可知b=a0^t (mod p),是一个元根的充要条件是t与p-1互质,所有的这些t的总个数就是Phi(p-1);
    

    证明2:

    {xi%p | 1 <= i <= p - 1} = {1,2,...,p-1} 等价于 {xi%(p-1) | 1 <= i <= p - 1} = {0,1,2,...,p-2},即为(p-1)的完全剩余系

    若x,x2...x(p-1)是(p-1)的完全剩余系,

    根据定理,可以推出若gcd(x, p-1) = 1时, (1,x,...,x(p-2))也是(p-1)的完全剩余系

    因为若xi != xj (mod p-1),那么x*xi != x*xj (mod p-1),与条件m矛盾,所以 xi = xj (mod p-1),

    由此可以确定答案为Phi(p-1)

  • 相关阅读:
    非985、211毕业,却选择了拒接百度Android开发岗offer?
    第五章:Redis持久化-RDB持久化
    第一章:初识Redis
    第四章:虚拟机监控工具
    第三章:内存分配与回收策略
    第三章:垃圾回收器-参数总结
    第一章:Nginx安装
    第一章:Nginx介绍
    第三章:进程管理-进程描述符及任务结构
    4、跃进表
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/TheRoadToTheGold/p/6601651.html
Copyright © 2011-2022 走看看