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#74883

Последовательность натуральных чисел a,a ,...
 1 2  задана рекуррентно: a = 3
 1  , a  = a2
i+1   i  при всех натуральных i  . Пусть      2n
m = 2  +1.

(a) Докажите, что a2n +1  делится на m,  если m  — простое;

(b) Докажите, что a2n + 1  не делится на m,  если m  — составное.

Подсказки к задаче

Подсказка 1, пункт а

В этой задаче можно явно написать формулу a_i. Что делать дальше? Примените критерий Эйлера и воспользуйтесь тем, что 3 не является квадратичным вычетом.

Подсказка 1, пункт б

Вспомните про существование показателя. По какому модулю и какому основанию стоит его рассмотреть?

Подсказка 2, пункт б

Рассмотрите показатель числа 3 по модулю m. Поймите, что он должен быть равен m-1. Почему это плохо? Воспользуйтесь теоремой Эйлера и придите к противоречию.

Показать доказательство

(a) По индукции несложно доказать, что a= 32i−1
i  для всех натуральных i.  Тогда понятно, что a n + 1= 322n−1 + 1= 3(m−1)∕2 +1.
 2  Заметим, что m ⁄≡±1 (mod 12),  то есть 3  не является квадратичным вычетом по модулю m  . Тогда  (m−1)∕2
3      ≡ −1 (mod m)  из критерия Эйлера, что и требовалось.

(b) Пусть m  — составное число, и выполнена делимость. Отметим, что 3  и m  взаимно просты ( 2n
2  ≡ 1 (mod 3)  ), поэтому определено понятие показателя 3  по модулю m.  Рассмотрим показатель d  числа 3  по модулю m.  Из  22n−1
3    ≡ −1 (mod m)  получаем  22n
3   ≡ 1 (mod m ),  откуда  2n
2  делится на d,  то есть d  является степенью двойки. С другой стороны из первого сравнения получаем     2n−1
d >2    ,  откуда     2n
d =2  = m − 1.

Теперь воспользуемся теоремой Эйлера: согласно ей,     .
ϕ(m ).. d.  Поскольку m   – составное, то ϕ(m)< m − 1.  Получается, что     ..
ϕ(m). m − 1,  но ϕ(m)< m − 1,  причем ϕ(m)   – натуральное число. Это невозможно, поэтому мы достигли противоречия.

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!