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【大吧正经】《初等数论》结论汇编

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我将尝试用《几何原本》的方式,试着从基础开始复盘一下全部的初等概念
NO,1费马小定理的证明

显然,当0^p ≡ 0 (modp)时,是无需考虑的。
我们用归纳法证明,如果该定理对 a = k 为真,那么它对 a = k + 1 也为真。不过我们先来证明以下引理:
引理:对于任何整数 x 和 y 以及任何素数 p,都有(x + y)p ≡ xp + yp (mod p)。
为了证明引理,我们必须引入二项式定理,该定理指出,对于任何正整数 n,都有:

其中系数是二项式系数,

用阶乘函数 n! = 1×2×3×⋯×n。
引理证明:当指数为素数 p 时,我们考虑二项式系数:

二项式系数都是整数。根据阶乘的定义,分子包含因子 p。当 0 < i < p 时,分母中的两项都不包含 p 的因数(即依赖于 p 的素数),使系数本身具有素因数分子中的 p,这一结果暗示着:

故此引理得证。


IP属地:广东1楼2024-04-22 11:13回复
    NO,1费马小定理的证明 (续上)
    假设 k^p ≡ k (mod p),并考虑 (k+1)p。 根据一楼证明的引理,我们有:

    使用归纳假设,我们有 k^p ≡ k (mod p); 而且,显然有1p = 1。 故此得到:

    这是 a = k+1时 的结论陈述,证完


    IP属地:广东2楼2024-04-22 11:22
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      NO.2 费马两平方和定理

      完整的证明包括五个命题步骤
      第一步,我们引入丢番图恒等式:

      由此可知, 两个数的乘积,若每个数是两个平方的和,即它本身就两个平方的和。
      第二步,若一个是两个平方和的数可以被两个平方和的素数整除,那么它的商就是两个平方的和。
      证: 假设例如a²+b²可整除p²+q²,并且后者是一个素数。

      然后由于p²+q²是素数,因此它的因子有唯一分解之性质。


      IP属地:广东3楼2024-04-22 11:43
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        根据丢番图恒等式,假设p²+q²除以pb-aq,则有:

        因此p²+q²必然分解为(pb-aq)²,因此方程可以除以(p²+q²)²,从而自然得到:

        这样,我们就证明了:一个是两个平方和的数可以被两个平方和的素数整除,那么它的商就是两个平方的和。


        IP属地:广东4楼2024-04-22 11:54
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          IP属地:广西来自Android客户端5楼2024-04-22 12:50
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            也是最复杂的,要分成几楼


            IP属地:广东6楼2024-04-22 18:05
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              等下,我今晚重新整理一下,文字说明怎么成这样了


              IP属地:广东来自Android客户端7楼2024-04-22 19:33
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                IP属地:广东9楼2024-04-23 00:26
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                  +3
                  支持吧主


                  IP属地:安徽来自Android客户端10楼2024-04-23 11:25
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                    前排mod


                    IP属地:安徽来自Android客户端11楼2024-04-23 13:19
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                      IP属地:广东12楼2024-04-23 18:02
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                        IP属地:广东13楼2024-04-23 23:09
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                          IP属地:广东14楼2024-04-24 09:47
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                            IP属地:广东15楼2024-04-24 10:18
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                              丢番图方程用来写表二次数确实是好证明


                              IP属地:安徽来自Android客户端16楼2024-04-25 20:48
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