欧拉定理 (证明+在求逆元上的应用)

欧拉定理(又称费马-欧拉定理):已知a和n为正整数,并且a和p互素,则a^phi(n) ≡ 1(mod n)。

证明:

  设集合Z = {X1, X2, X3, .... , Xphi(n)},其中Xi (i = 1, 2, .. phi(n))表示第i个不大于n与n互质的数。

  考虑集合S = {a*X1(mod n), a*X2(mod n), ... ,a*Xphi(n) (mod n) },则集合Z = S;

  1) 因为a和n互质,Xi和n也互质,所以a*Xi 也与n互质。所以对任意一个Xi,a*Xi (mod n)一定是Z里面的元素;

  2)对于任意Xi, Xj, 如果Xi != Xj,则a*Xi(mod n) != a*Xj(mod n);

  所以S = Z;

  那么 (a*X1*a*X2*...*a*Xphi(n))(mod n) ---------------------------------------------------- (1)

  = (a*X1(mod n)* a*X2(mod n)* ... *a*Xphi(n) (mod n)) (mod n)

  = (X1* X2* X3* .... * Xphi(n)) (mod n) ------------------------------------------------------ (2)

  式(1)整理得 [a^phi(x)  *  (X1* X2* X3* .... * Xphi(n))] (mod n)

  与(2)式一同消去 (X1* X2* X3* .... * Xphi(n)),即得 a^phi(x) ≡ 1 (mod n);

逆元 :(b/a) (mod n)  =  (b * x) (mod n)。 x表示a的逆元。并且 a*x ≡ 1 (mod n)  

因为a^phi(x) ≡ 1 (mod n),所以x可以表示为a^(phi(n) - 1)。

 

 

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