Тема . Остатки и сравнения по модулю

Показатели и первообразные корни

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#98615

Докажите, что сравнение x4 ≡ −1 (mod p)  имеет решение тогда и только тогда, когда простое p= 8k+1.

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Пусть x⁴ сравнимо с -1 по модулю p. Обозначим через s показатель x по модулю p. Что можно сказать про s?

Подсказка 2

Конечно! Тогда x⁸ сравнимо с 1, и поэтому s делит 8. Чему равно s?

Подсказка 3

Верно! s = 8, а из малой теоремы Ферма s делит (p-1). Какой вывод можно сделать?

Подсказка 4

Теперь в обратную сторону. Любое число в степени 8k сравнимо с 1 по модулю p, поскольку p простое. Тогда любое число в степени 4k сравнимо с 1 или -1 по модулю p. А какое число можно возвести в степень 4k, чтобы наверняка получить -1?

Показать доказательство

Пусть для некоторого x  имеет место сравнение x4 ≡ −1 (mod p).  Тогда x8 ≡ 1 (mod p).  Пусть s =ord(x).
      p  Заметим, что s|8.  Если s∈ {1,2,4},  то сравнение 4
x ≡− 1 (mod p)  не выполняется, откуда получаем, что s= 8.  Так как  p−1
x   ≡ 1 (mod p)  (по малой теореме Ферма), то s|(p− 1),  тогда p− 1 =8k,  откуда и получаем p= 8k +1.

Обратно, предположим, что p= 8k+ 1.  Пусть g  — первообразный корень по модулю p.  Поскольку ordp(g)= 8k,  легко видеть, что из сравнения  8k
g  ≡ 1 (mod p)  следует, что  4k
g  ≡ −1 (mod p)  (в случае  4k
g  ≡ 1 (mod p)  получаем противоречие с тем, что g  — первообразный корень). В качестве решения  4
x ≡ −1 (mod p)  берем     k
x≡ g (mod p).

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!