欧拉定理

欧拉定理


2024年4月16日发(作者:荣耀20i怎么样)

欧拉定理,又称费马-欧拉定理或欧拉函数定理,是同余的一个性质,以瑞士数学家

莱昂哈德·欧拉的名字命名。

这个定理被认为是数学界最精彩的定理之一。在西方经济学中也被称为产出分配的穷

竭定理。这意味着在完全竞争的条件下,假设长期和中期的回报不变,所有的产品刚好足

够分配给各种要素。

在数论中,欧拉定理,(也称费马-欧拉定理)是一个关于同余的性质。欧拉定理表明,

若n,a为正整数,且n,a互质,则:

证明

将1~n中与n互质的数按顺序排布:x1,x2……xφ(n) (显然,共有φ(n)个数)

我们考虑这么一些数:

m1=a*x1;m2=a*x2;m3=a*x3……mφ(n)=a*xφ(n)

1)这些数中的任意两个都不模n同余,因为如果有mS≡mR (mod n) (这里假定

mS更大一些),就有:

mS-mR=a(xS-xR)=qn,即n能整除a(xS-xR)。但是a与n互质,a与n的最大公

因子是1,而xS-xR

2)这些数除n的余数都与n互质,因为如果余数与n有公因子r,那么

a*xi=pn+qr=r(……),a*xi与n不互质,而这是不可能的。那么这些数除n的余数,都

在x1,x2,x3……xφ(n)中,因为这是1~n中与n互质的所有数,而余数又小于n.

由1)和2)可知,数m1,m2,m3……mφ(n)(如果将其次序重新排列)必须相应地

同余于x1,x2,x3……xφ(n).

故得出:m1*m2*m3……mφ(n)≡x1*x2*x3……xφ(n) (mod n)

或者说a^[φ(n)]*(x1*x2*x3……xφ(n))≡x1*x2*x3……xφ(n)

或者为了方便:K{a^[φ(n)]-1}≡0 ( mod n ) 这里K=x1*x2*x3……xφ(n)。

可知K{a^[φ(n)]-1}被n整除。但K中的因子x1,x2……都与n互质,所以K与n互

质。那么a^[φ(n)]-1必须能被n整除,即a^[φ(n)]-1≡0 (mod n),即a^[φ(n)]≡1

(mod n),得证。

费马小定理:

a是不能被质数p整除的正整数,则有a^(p-1) ≡ 1 (mod p)

证明这个定理非常简单,由于p是质数,所以有φ(p) = p-1,代入欧拉定理即可证

明。推论:对于任意正整数a,有a^p ≡ a (mod p),因为a能被p整除时结论显然成立。


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