數學教育定理-同餘定理

2021-03-02 懷土

數學上,兩個整數除以同一個整數,若得相同餘數,則二整數同餘(英文:Modular arithmetic,德文:Kongruenz)。同餘理論常被用於數論中。最先引用同餘的概念與符號者為德國數學家高斯。同餘理論是初等數論的重要組成部分,是研究整數問題

的重要工具之一,利用同餘來論證某些整除性的問題是很簡便的。同餘是數學競賽的重要組成部分。

公元972年,在一份阿拉伯手稿中,提出了這樣一個問題:一個正整數n何時能成為一個由三個有理平方數形成的等差數列的公差,也就是說x-n,x,x+n都是平方數。十三世紀,義大利數學家斐波那契指出5和7是同餘數,他也猜想1、2、3不是同餘數,但未能給出證明。直到1659年,法國大數學家費爾馬運用他自己發明

的無窮下降法證明了1、2、3不是同餘數。十八世紀,大數學家歐拉首次證明了7是同餘數。1952年,Heegner證明了任意模8餘5、7的素數和任意模4餘3的素數的兩倍均為同

餘數。2000年,美國克雷數學研究所公布了千禧年七大數學難題,每破解其中一個難題者將獲得100萬美元的獎金。其中就有著名的BSD猜想(全稱Birch and Swinnerton-Dyer猜想),而這個猜想與同餘數問題有緊密的聯繫。2012年,田野證明了存在無窮多個具有任意指定素因子個數的同餘數,這是在同餘數問題上的一個根本性突破,也首次給出了解決BSD猜想的線索。

1.歐拉定理:設a,m∈N,(a,m)=1,則

(註:φ(m)指模m的簡系個數, φ(m)=m-1,如果m是素數;

2.費馬小定理: 若p為質數,則

(但是當p|a時不等價)。

3.中國剩餘定理(孫子定理):

設整數

兩兩互素,令

(mi的連乘)。則對於任意的j在(1,n)整數,下列聯立的同餘式有解:

令x為從1到n,ajxj的和,則x適合下列聯立同餘式,

的無窮下降法證明了1、2、3不是同餘數。十八世紀,大數學家歐拉首次證明了7是同餘數。1952年,Heegner證明了任意模8餘5、7的素數和任意模4餘3的素數的兩倍均為同

餘數。2000年,美國克雷數學研究所公布了千禧年七大數學難題,每破解其中一個難題者將獲得100萬美元的獎金。其中就有著名的BSD猜想(全稱Birch and Swinnerton-Dyer猜想),而這個猜想與同餘數問題有緊密的聯繫。2012年,田野證明了存在無窮多個具有任意指定素因子個數的同餘數,這是在同餘數問題上的一個根本性突破,也首次給出了解決BSD猜想的線索。

1.歐拉定理:設a,m∈N,(a,m)=1,則

and Swinnerton-Dyer猜想),而這個猜想與同餘數問題有緊密的聯繫。2012年,田野證明了存在無窮多個具有任意指定素因子個數的同餘數,這是在同餘數問題上的一個根本性突破,也首次給出了解決BSD猜想的線索。

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