- •Лекция №15-16 Теория делимости.
- •Алгоритм Евклида
- •Простые числа
- •Решето Эратосфена.
- •Единственность разложения на простые сомножители
- •Некоторые числовые функции
- •Сумма и число делителей натурального числа
- •Вычеты и системы вычетов
- •Сравнения
- •Свойства сравнений
- •Функция Эйлера
- •Сравнения первой степени (решение задач)
- •Примеры для самостоятельного решения.
- •Конечные цепные дроби
Функция Эйлера
Функция Эйлера φ(а) определяется для всех натуральных чисел а и представляет собой количество натуральных чисел взаимно простых с а, и не превосходящих а. При этом считается, что φ(1)=1. Вычисляется эта функция по формуле
![]()
где
– простые делители в каноническом
разложении числаа
.
Число чисел, составляющих приведенную систему вычетов равно φ(m).
Общее свойство полной и приведенной системы вычетов
Если числа
представляют собой полную (k=m)
или приведенную (k=
φ(m))
систему вычетов по модулю m,
то и числа
,
где
,
так же представляют собой полную или
приведенную систему вычетов по модулюm.
Пример.
Показать, что числа 25,-20,16,46,-21,18,37,-17 составляют полную систему вычетов по модулю 8.
Решение.
Образуем полную систему наименьших неотрицательных чисел
,
,
,
,
,
,
,
.
Итак, данные числа 0,1,2,3,4,5,6,7 образуют полную систему вычетов по модулю 8.
Теоремы Эйлера и Ферма
1. Теорема Эйлера.
При m>1 и (a,m)=1 имеем
.
(1)
Доказательство.
Пусть x
пробегает приведенную систему вычетов
,
где
составленную из наименьших неотрицательных
вычетов. Наименьшие неотрицательные
вычеты
чиселax
будут побегать ту же систему, но
расположенную (в общем случае) в ином
порядке. Перемножив почленно сравнения
.
Откуда получим
.
Откуда, деля обе части на произведение
,
получим
или
.
2. Теорема Ферма.
При простом p и a, не делящемся на p, имеем
. (2)
Эта теорема является частным случаем теоремы Эйлера, при m=p. Из (2) можно легко получить очень важное сравнение
,
справедливое при всех целых а, так как оно верно и при a кратном p.
Пример.
Проверить теорему
Эйлера при a=5
и
.
Решение.
,
.
Действительно,
.
Пример.
Найти остаток от
деления
на 45.
Решение.
Так как
,
то
.
Так как
и (23,45)=1, то по теореме Эйлера![]()
Значит
,
но
,
но
![]()
.
Итак,
.
Ответ: искомый остаток равен 32.
Сравнения первой степени (решение задач)
Пример 1.
Решить способом
Эйлера сравнение
.
Правильность ответа проверить
подстановкой.
Решение.
(3,5)=1, значит, данное
сравнение имеет единственное решение
(в смысле класса чисел x
по modm).
По формуле Эйлера имеем
,
,
тогда получим
или
или
.
Проверка
,
верно.
Ответ:
.
Пример 2.
Решить способом
Эйлера сравнение
.
Решение.
(5,10)=5, но 7 не делится на 5, значит, данное сравнение не имеет решений.
Пример 3.
Решить способом
Эйлера сравнение
.
Решение.
Так как (25,17)=1, то
данное сравнение имеет решение. Данное
сравнение равносильно сравнению
.
По формуле Эйлера имеем
.
,
тогда![]()
Рассмотрим
![]()
.
Итак,
,
тогда
.
Проверка
,
верно.
Ответ:
.
Пример 4.
Решить одним из способов сравнение
, (1)
Решение.
(12,15)=3. Значит, данное сравнение имеет 3 решения (в смысле классов). Рассмотрим сравнение
,
(2)
которое получено из данного после сокращения на 3.
По формуле Эйлера
имеем
,
.
Итак,
.
Проверка
.
Мы нашли решение
сравнения (2). Решение сравнения (1)
находится по формуле
,k=0,1,2.
;
;
.
Проверка:
1)
,
.
2)
,
![]()
3)
,
![]()
Ответ:
,
,
.
Пример 5.
Приписать справа к числу 523 такие три цифры, чтобы полученное шестизначное число делилось на 7,8,9.
Решение.
Пусть приписываемое
число x,
тогда
,
откуда
или
.
Значениеx
будет трехзначным числом при t=0
и t=1.
Получаем
,
.
Проверки.
523152 делится на 7,8,9;
523656 делится на 7,8,9.
