Тема . Остатки и сравнения по модулю

Квадратичные вычеты

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела остатки и сравнения по модулю
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#122189

Поймем для каких простых p  число r⁄≡ 0 (mod p)  является квадратичным вычетом.

(a) Рассмотрим множество вычетов                     p−1
S ={r⋅1,r⋅2,r⋅3,...,r⋅ 2 }.  Докажите, что для каждого ненулевого a∈𝔽p  ровно один из вычетов a,p − a  содержится в S;

(b) Отождествим каждый элемент S  с целым числом из множества {1,2,3,...,p − 1}.  Докажите, что (r)      ν(r)
 p  =(−1)  ,  где ν(r)  — количество элементов в S,  больших p−12 .

Показать доказательство

(a) Так как r⁄≡p 0,  умножение на r  в поле 𝔽p  является биекцией. Следовательно, множество S  содержит p−-1
 2  различных ненулевых вычетов.

Для любого a⁄≡p 0:

  • Если a ∈S,  утверждение доказано.
  • Если a ∕∈S,  то a≡p r⋅k  для некоторого    p−1
k>  2 .  Заметим, что:

    r⋅k≡ −r⋅(p− k) (mod p).

    Поскольку p− k≤ p−21,  то p− a≡ r⋅(p− k) (mod p)  принадлежит S.

Если бы a  и p− a  одновременно принадлежали S,  то пусть a≡p r⋅k, p− a≡p r ⋅m,  причем      p−1
m,k≤  2 ⇒ m + k≤ p− 1  тогда

0≡p a +(p− a) ≡p r⋅(m+ k)⁄≡p 0

(b) Рассмотрим произведение  ∏
s∈Ss.  Каждый вычет s ∈S  можно представить в диапазоне       p−-1
1≤ s≤  2 .  Если    p−1
s>  2 ,  заменим его на p− s,  что изменяет знак произведения на − 1.  Тогда ν(r)  — количество таких замен.

∏             (    )
   s≡p (−1)ν(r)⋅ p−-1! ,
s∈S              2

и

∏          (     )
   s≡p rp−21-⋅ p−-1! .
s∈S           2

Приравнивая их, получаем:

 p−1-     ν(r)
r 2 ≡ (−1)    (mod p).

По критерию Эйлера:

(r)    p−1-
 p  ≡ r 2  (mod p),

откуда:

(  )
  rp = (−1)ν(r).

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!