Комбинаторная задача: докажите или опровергните, что для любого простого p>2 число (2^p - 2) делится на p; какие теоремы из теории чисел здесь релевантны и почему

21 Ноя в 10:37
4 +4
0
Ответы
1
Да, для любого простого p>2p>2p>2 верно p∣(2p−2)p\mid(2^p-2)p(2p2).
Доказательство (коротко): так как ppp простое и gcd⁡(2,p)=1\gcd(2,p)=1gcd(2,p)=1, по малой теореме Ферма
2p−1≡1(modp). 2^{p-1}\equiv1\pmod p.
2p11(modp).
Умножив обе части на 222, получаем
2p≡2(modp), 2^p\equiv2\pmod p,
2p2(modp),
то есть ppp делит 2p−22^p-22p2.
Релевантные теоремы и замечания:
- Малая теорема Ферма (см. выше) — основное средство для данного утверждения.
- Теорема Эйлера (обобщение): если gcd⁡(a,n)=1\gcd(a,n)=1gcd(a,n)=1, то aφ(n)≡1(modn)a^{\varphi(n)}\equiv1\pmod naφ(n)1(modn). Для простого ppp получаем φ(p)=p−1\varphi(p)=p-1φ(p)=p1 и возвращаемся к Ферма.
- Обратное неверно: существуют составные nnn такие, что n∣(2n−2)n\mid(2^n-2)n(2n2). Такие числа называются псевдопростыми по основанию 222 (например, 341=11⋅31341=11\cdot31341=1131 — базово‑2 псевдопростое). Более сильное свойство an≡a(modn)a^n\equiv a\pmod nana(modn) для всех aaa характеризует числа Кармайкла.
21 Ноя в 10:47
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир