初等數論初步 費馬小定理和尤拉定理的應用

2022-05-02 08:18:06 字數 868 閱讀 5174

例1.求$13^2004$除以17的餘數.

分析:遇到有關帶指數的被除數的問題,我們首先考慮運用同餘、互素以及費馬小定理或尤拉定理,降次使被除數變小,進而求出餘數。

容易直到17為素數,且(13, 17)=1,由費馬小定理可知

$$13^ = 13^ \equiv 1 (mod \ 17)$$

又因為$2004=16*125+4$,  所以

$$13^ = 13^ \equiv ^(mod \ 17)$$

而$^4=^2=^2\equiv ^2=1(mod \  17)$,

因此$13^ \equiv 1(mod \ 17)$,即$13^$除以17的餘數為1.

例2.求使$5^m \equiv 1(mod \ 21)$成立的最小正整數$m$.

分析:這個式子與尤拉定理的形式相似,且(5, 12)=1,φ(21)容易求出,我們考慮使用尤拉定理.因

為(5, 12)=1,且φ(21)=12(即1~20中與21互素的有12個),由尤拉定理有

$$5^ \equiv 1(mod \ 21)$$

顯然$m\leq $,令$12=mq+r$,其中$0\leq r\leq m$,則有

$$5^=5^=(5^m)^q \times 5^r$$,

所以$5^r\equiv 1(mod \ 21)$,由於m是使同余式成立的最少正整數,所以r=0,從而$m | 12$,檢驗12的正因數1,2,3,4,6,12,我們發現

$$5^ \equiv 5(mod \ 21),\\5^ \equiv 4(mod \ 21),\\ 5^ \equiv 20(mod \ 21),\\ 5^ \equiv 16(mod \ 21), \\ 5^ \equiv 1(mod \ 21)$$

因此,最小正整數m為6.

費馬小定理和尤拉定理

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