Показатели и первообразные корни
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Пусть — простое число. Оказалось, что
— простое. Докажите, что
является первообразным корнем по модулю
Подсказка 1
Пусть s — показатель 2 по модулю p. Какие значения может принимать s?
Подсказка 2
Верно! s — это одно из чисел 2, 4, q, 2q или 4q. Поскольку p — простое число, то по модулю p есть первообразный корень. Тогда остаток 2 — некоторая степень k этого первообразного корня. Тогда мы знаем, что 4q | sk. Как доказать, что s не может быть равно 2 или 4?
Подсказка 3
Точно! Тогда бы получилось, что 16 сравнимо с 1 по модулю p, что невозможно для p вида 4q+1 с простым q. Для того, чтобы доказать, что s не может быть равно q или 2q вспомним, что 4q | sk. Какими свойствами обладает k?
Подсказка 4
Верно! В обоих случаях k четно, поэтому 2 является квадратичным вычетом по модулю p. Возможно ли это?
Пусть — первообразный корень по модулю
и
Тогда
по малой теореме Ферма, а потому
С
другой стороны,
поскольку
Таким образом,
следовательно
Ясно, что тогда
В случае
имеем
поэтому
следовательно,
поскольку
Очевидно, что
При простых
это возможно только для
и
которые не представляются в виде
для простых
Предположим, что Тогда
Тогда
является квадратичным вычетом по модулю
Найдем символ
Лежандра
Тогда не может являться квадратичным вычетом по модулю
— противоречие. В случае
снова получаем, что
поэтому
но
не может являться квадратичным вычетом по модулю
Таким образом,
что и
требовалось.
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!