费马小定理
(1):如果p,c互质,并且a*c≡b*c(mod p)
∴(a*c – b*c) mod p = 0
∴(a-b)*c mod p = 0;
∴(a-b)*c 是p的倍数
∵p,c互质
∴k*p*c mod p = 0 //仔细看,这里的k*p是不是相当与上面的(a-b)?
∴(a-b) = k*p
∴(a-b) mod p = 0
回归正题
我们终于开始费马小定理的证明:
0,1,2,3,4…p-1是p的完全剩余系
∵a,p互质
∴a,2*a,3*a,4*a…….(p-1)*a也是mod p的完全剩余系
∴1*2*3………*(p-1)*a ≡ a*2*a*3*a……(p-1)*a (mod p)
∴ (p-1)! ≡ (p-1)!*a^(p-1) (mod p)
两边同时约去(p-1)!
a^(p-1) ≡ 1 (mod p)
你以为完了吗?不,还没有,我们还可以用欧拉定理来证
对于质数p,任意整数a,均满足:ap≡a(mod p)
证明如下:
这个可以用欧拉定理来说明:
首先,我们把这个式子做一个简单变换得:ap-1 * a ≡ a(mod p)
因为a ≡ a(mod p)恒成立,所以ap-1 mod p == 1 时费马小定理才成立,
又因为p是质数,所以 φn == n-1 ,
所以根据欧拉定理:若a,p互质则ap-1 mod p == 1成立。
那么对于a,p不互质,因为p是质数,所以,a一定是倍数 ap ≡ a ≡ 0(mod p)。
综上所述,费马小定理成立,其实它算是欧拉定理的一个特例。
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