1、
一 、欧拉定理
设的整数,.
例1 设,求的末三位数.
解 由二项式定理,
是一个正整数.
记,因为
.
而是一个正整数,则所以
于是
又因为
,
,
,
又
所以
, ,
,
则
,
所以
则
因为
所以
,
于是,有
,
,
又因为
,
,
所以
,
即
,
所以
,
于是,有
.
所以
所以
.
故的末三位数是.
2、
二、费马小定理
(1)为素数,且则
;
(2)为素数,则
.
例2 为整数,证明
.
证明 ,
由于
所以
.
即
.
由于奇数的4次方被16除余1,偶数的4次方被16除余0,故有
.
即
.
又由于
则
,
即
.
又两两互素,故.
例3 设整数,求证不是素数.
证明 由于
所以
,
即
.
又
,
同理
则
.
即.
从而不是素数
3、
例4 设中有无穷多项被整除.
证明 当
当,所以对任意的,即.特别地,取.则
.
令则,即.
三、威尔逊定理
设
.
证明 考虑多项式.
由费马小定理,当
所以则
.则设
.
得,则
.
取代入,得
所以
.
例5 .证明:若为奇素数,则
.
证明:
.
而为奇素数,有.
四、中国剩余定理
设
有整数解.令
则同余方程组在模下的解是唯一的.
令
,
则解为
.
4、
例6 证明:对任意给定的正整数其中每一个都有大于.
分析:
则
.
证明: 设
存在正整数解,设为一个正整数解,则满足要求.
例7 任给正整数,存在
证明 设,同余方程组
存在正整数解
例8 给定正整数,设是使能被整除的最小正整数.证明:当且仅当为2的幂时,有.
分析:,因为
,所以.
则问题归结为:
证明:(1)当.
当
∵,
∴.
∴
综上,知.
(2)分析:.
(证明)
令此时需证,即证存在即可.
构造同余方程组
(1)
由中国剩余定理知,
5、同余方程组(1)有正整数解,则
.从而有,即,
.
考虑的取值范围:
若这与
相矛盾,故.
若,这与
相矛盾,故.
从而有,于是得证.
五、阶及应用
定理1 设
.
证明: 互质,所以有
.
由抽屉原则,使得
,
,
令.
定义1:设
.
注:若
.
当.
定理2 设,则
证明:令,则
.
而,所以.而
知.
从而
推论:若
.
特例:当时,.
例9 设
证明:显然
假设
∵,
∴, ,
∴.
设 ①
又由小费马定理知,,
∴. ②
由①,②知,.
∵
∴.
又若奇数
∵
∴.
∴
由,即.
由知,即,从而
而则.