威尔逊定理

    概述:威尔逊定理是判断一个数p是否是素数的又一个充分必要条件,但由于这个定理计算起来并不方便,所以并不作为判别素数的一个方式,但是却有着它独道的用处。

   定理内容:当且仅当p为素数时:( p -1 )! ≡ -1 ( mod p )

  简要证明(摘自百度):

充分性

如果“p”不是素数,那么它的 正因数必然包含在整数1, 2, 3, 4, … , p− 1 中,因此gcd(( p− 1)!, p) > 1,所以我们不可能得到( p− 1)! ≡ −1 (mod p)。

必要性

若p是素数,取集合 A={1,2,3,...p -1}; 则A 构成模p乘法的 缩系,即任意i∈A ,存在j∈A,使得:
( i j ) ≡ 1 ( mod p )那么A中的元素是不是恰好两两配对呢? 不一定,但只需考虑这种情况
x^2 ≡ 1 ( mod p )
解得: x ≡ 1 ( mod p ) 或 x ≡ p - 1 ( mod p )
其余两两配对;故而
( p - 1 )! ≡ 1﹡( p -1 ) ≡ -1 ( mod p )
其中,有关于
则A 构成模p乘法的 缩系,即任意i∈A ,存在j∈A,使得:
( i j ) ≡ 1 ( mod p )的解释如下:
对任意i,考虑i,2i,3i...(p-1)i,易验证任何两个数模p不同余(否则,设mi与ni同余,推出p|(m-n)i,与p是素数矛盾),所以有且仅有一个数j使ij模p余1
  也就是除了p-1和1之外的项对p取余数均是两两配对的。

  具体应用:又定理可以直接得到推论:( p -1 )!+1是p的倍数。

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  uva 1434 YAPTCHA 

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