第1章 什么是数论
数论研究正整数集合
==完全数==:一个数的全部因数(除它本身)之和等于这个数
没有四次方数等于俩个四次方数之和
模4余1的数是俩个平方数之和;模4余3的数不是俩个平方数之和
研究步骤:
1、积累数据 2、分析数据 3、形成猜想 4、验证猜想 5、证明
第2章 勾股数组
本原勾股数组(PPT)
三个数没有公因数
(3,4,5)(5,12,13)(8,15,17)(7,24,25)(20,21,29)(9,40,41)
a是奇数,b是偶数,c是奇数
记号
==N 自然数 Z 整数 Q 有理数 R 实数 C 复数==
第5章 整除性与最大公因数
m整除n指n是m的倍数,m|n
==gcd(m,n)==最大公因数
第6章 线性方程与最大公因数
==线性方程定理==: a、b非零整数,g=gcd(a,b),方程ax+by=g,总有一个整数解。
第7章 因数分解与算术基本定理
==算术基本定理==:每个整数可唯一分解成素数乘积
第8章 同余式
==线性同余式定理==
设a、c、m是整数,m≥1,且设g=gcd(a,m):
(a)、如果g不整除c,则同余式ax≡c(mod m)没有解;
(a)、如果g整除c(g|c),则同余式ax≡c(mod m)有g个不同的解。
第9章 同余式、幂与费马小定理
==费马小定理==:p是素数,a不是p的倍数,则
a^p-1^ ≡ 1(mod p)
第10章 同余式、幂与欧拉公式
在1与m之间且与m互素的数的数量,==欧拉函数Φ(m)==
==欧拉公式==:如果gcd(a,m)=1,则a^Φ(m)^ ≡1(mod m)
第11章 欧拉函数与中国剩余定理
==Φ(p^k^)=p^k^ - p^k-1^==
如果gcd(m,n)=1,则Φ(mn)=Φ(m) * Φ(n)
==中国剩余定理==:gcd(m,n)=1,b、c是任意整数,则同余式组
x≡b(mod m)与 x≡c(mod m),恰有一个解0≤x<mn
第13章 素数计数
==素数定理==:当x很大时,小于x的素数个数近似等于x/lnx
第14章 梅森素数
形如2^p^ -1 的素数称为梅森素数
第15章 梅森素数与完全数
==欧几里得完全数公式==:如果2^p^ -1是素数,则2^p-1^ (2^p^ -1)是完全数
==欧拉完全数定理==:如果n是偶完全数,则n形如n=2^p-1^ (2^p^ -1),其中2^p^ -1是梅森素数
σ(n)=n的所有因数之和
如果gcd(m,n)=1,则σ(mn)=σ(m) * σ(n)
判断m是否是素数:(不严谨)
取小于m的数a,求gcd(m,a);如果大于1,则m不是素数;
如果gcd(m,a)=1,求a^m-1^(mod m),如果不是1,则不是素数;是1强烈表明是素数。
==存在数m满足对所有的a,gcd(m,a)=1,a^m-1^ ≡1(mod m).这样的数称为卡米歇尔数==
第19章 素性测试与卡米歇尔数
==费马小定理==改版:p是素数,则a^p^ ≡ a(mod p)
2^m^ ≡ 2(mod m)是 m是素数的必要条件
第20章 模p平方剩余
==QR 二次剩余==:与一个数模p同余的不是p的倍数的数称为模p的二次剩余(平方剩余)
NR 二次非剩余
模7的QR有 1 2 4;NR有3 5 6
==QR* QR=QR;QR* NR= NR; NR* NR= QR==
==欧拉准则==:设p为奇素数,则a^(p-1)/2^ ≡ (a/p)(mod p)
(a/p)勒让德符号,a是p的QR则为1,a是p的NR则为-1
==二次互反律==:设p为奇素数,则
p≡1(mod 4)时,-1是模p的二次剩余;
p≡3(mod 4)时,-1是模p的二次非剩余;
p≡1或7(mod 8)时,2是模p的二次非剩余;
p≡3或5(mod 8)时,2是模p的二次非剩余;
p≡1(mod 4)或q≡1(mod 4)时,(p/q)=(q/p);
p≡3(mod 4)且q≡3(mod 4)时,(p/q)=-(q/p)。
第27章 欧拉Φ函数与因数和
==欧拉Φ函数求和公式==:设d1,d2……dr是n的因数,则
Φ(d1)+Φ(d2)+……+Φ(dr) = n。
第28章 幂模p与原根
ep(a)=(使得a^e^ ≡1(mod p)的最小指数e≥1)