例题1
首先接着上节课同余继续讲,在第三章例题2中,我们遗留了一个问题:对于如下序列
它的值就是
的某个排列,并且重复了 d 次。其中
首先我们有如下同余式:
这就可以看出该序列的确是重复出现了 d 次,那么剩下的问题就是证明这 个数恰好就是
的某个排列。
令 ,所以有
所以我们只考虑 的情形,在此情形下,我们可以得到
由此可以看出,这 个数一定就是
至此得证。
下面介绍几个著名的数论定理。
费马最后定理
对于所有的正整数 ,有
费马小定理
如果 ,那么有
证明也很好证。
之前证过了,序列
结果就是
的某个排列,所以有
所以
所以
欧拉函数
定义 为小于 m 且与其互素的正整数个数。
所以我们有欧拉定理
其中 ,可以发现,当 m 是素数时,欧拉定理就是费马小定理,所以欧拉定理是费马小定理的推广形式。
欧拉定理有很多有趣的性质,这里就不一一介绍了,详情见博客地址。
莫比乌斯函数
定义莫比乌斯函数 为
这个定义看起来很奇怪是不是?其实这是一个递归定义,可以递归地计算得到所有的值。
这个函数有什么用呢?主要用来进行莫比乌斯反演:
详细的性质及应用也不介绍了,给大家推荐一个牛逼的博客博客地址,我当时学ACM的时候这部分都是看着他的学的。