ACM数论之旅5---数论四大定理(你怕不怕(☆゚∀゚)老实告诉我)
(本篇无证明,想要证明的去找度娘)o(*≧▽≦)ツ
----------数论四大定理---------
数论四大定理:
1.威尔逊定理
2.欧拉定理
3.孙子定理(中国剩余定理)
4.费马小定理
(提示:以后出现(mod p)就表示这个公式是在求余p的条件下成立)
1.威尔逊定理:(PS:威尔逊是个厉害人)
当且仅当p为素数时:( p -1 )! ≡ -1 ( mod p )
或者这么写( p -1 )! ≡ p-1 ( mod p )
或者说
若p为质数,则p能被(p-1)!+1整除
在初等数论中
这是威尔逊给出了判定一个自然数是否为 素数 的 充分必要条件
但是由于阶乘是呈爆炸增长的,其结论对于实际操作意义不大。(´・ω・`)(威尔逊表示很伤心)
2.欧拉定理:(PS:欧拉是个厉害人)
欧拉定理,也称费马-欧拉定理
若n,a为正整数,且n,a互质,即gcd(a,n) = 1,则
a^φ(n) ≡ 1 (mod n)
φ(n) 是欧拉函数
欧拉函数是求小于n的数中与n互质的数的数目
(o>▽<)太长看不懂?我来帮你断句
欧拉函数是求 (小于n的数 )中 (与n互质的数 )的数目
或者说
欧拉函数是求 1到n-1 中 与n互质的数 的数目
如果n是质数
那么1到n-1所有数都是与n互质的,
所以φ(n) = n-1
如果n是合数。。。自己算吧
例如φ(8)=4,因为1,3,5,7均和8互质
顺便一提,这是欧拉定理
φ(n)是欧拉函数
还有一个欧拉公式
eix = cosx + isinx
把x用π带进去,变成
eiπ= -1
大部分人写成 eiπ + 1 = 0
这是一个令万人膜拜的伟大公式
引用一个名人的话(我忘了是谁( ̄▽ ̄lll)):
"它把自然对数e,虚数i,无理数π,自然界中的有和无(1和0)巧妙的结合了起来,上帝如果不存在,怎么会有这么优美的公式。
如何见到它第一眼的人没有看到它的魅力,那它一定成不了数学家"
一定要分清 欧拉定理,欧拉函数和欧拉公式这3个东西,要不然你就百度不到你想要的东西了(其实我在说我自己 ̄ε  ̄)
3.孙子定理(中国剩余定理):(PS:孙子是个厉害人。。。这话怎么在哪里听过( ・◇・)?好耳熟)
孙子定理,又称中国剩余定理。
公元前后的《孙子算经》中有“物不知数”问题:“今有物不知其数,三三数之余二 ,五五数之余三 ,七七数之余二,问物几何?”答为“23”。
就是说,有一个东西不知道有多少个,但是它求余3等于2,求余5等于3,求余7等于2,问这个东西有多少个?”答为“23”。
用现代数学的语言来说明的话,中国剩余定理给出了以下的一元线性同余方程组:
中国剩余定理说明:假设整数m1,m2, ... ,mn两两互质,则对任意的整数:a1,a2, ... ,an,方程组 (S)有解
至于怎么求解,以后再讲
4.费马小定理:(PS:费马是个厉害人。。。好了最后一遍,不玩了)
假如p是质数,若p不能整除a,则 a^(p-1) ≡1(mod p),若p能整除a,则a^(p-1) ≡0(mod p)。
或者说,若p是质数,且a,p互质,那么 a的(p-1)次方除以p的余数恒等于1。
你看你看你看o(*≧▽≦)ツ,是不是和欧拉定理很像
因为欧拉定理是费马小定理的推广,所以欧拉定理也叫费马-欧拉定理(费马:欧拉是坏人(/TДT)/,盗取我的成果,然后加以利用)
顺便一提,费马大定理
费马大定理,又被称为“费马最后的定理”,由法国数学家费马提出。
它断言当整数n >2时,关于x, y, z的方程 x^n + y^n = z^n 没有正整数解。
被提出后,经历多人猜想辩证,历经三百多年的历史,最终在1995年被英国数学家安德鲁·怀尔斯证明。