قضیه اویلر
این مقاله در مورد نظریه اویلر در نظریه اعداد است. برای استفاده های دیگر ، به لیست موضوعاتی بنام Leonhard Euler مراجعه کنید .
در نظریه اعداد ، قضیه اویلر (همچنین به عنوان شناخته شده قضیه فرما-اویلر یا قضیه حسابی اویلر آمریکا) که اگر N و هستند اولند اعداد صحیح مثبت، پس از آن
جایی کهاست تابع حسابی اویلر . (یادداشت در مقاله حسابی مدولار توضیح داده شده است .) در سال 1736 ، لئونارد اویلر اثبات خود را در مورد قضیه کوچک فرما ، [1] که فرات بدون اثبات ارائه کرده بود ، منتشر کرد. پس از آن ، اویلر اثبات دیگری از این قضیه را ارائه کرد ، که با "قضیه اویلر" در مقاله خود در سال 1763 به اوج خود رسید ، و در آن کوشید تا کوچکترین نمایشی را پیدا کند که قضیه کوچک فرما همیشه درست باشد. [2]
گفتگوی قضیه اویلر نیز صادق است: اگر هماهنگی فوق صادق باشد ، پس و
باید coprime باشد.
قضیه تعمیم نظریه کوچک فرما است و بیشتر با قضیه کارمیچال تعمیم یافته است .
این قضیه ممکن است مورد استفاده قرار گیرد برای به راحتی کاهش مدول قدرتهای بزرگ . به عنوان مثال ، در نظر بگیرید که آنهایی را که رقم اعشاری دارند قرار دهید
، یعنی
. اعداد صحیح 7 و 10 coprime هستند ، و
. بنابراین قضیه اویلر بازده است
، و می گیریم
.
به طور کلی ، هنگام کاهش قدرت مدول
(جایی که
و n
coprime هستند) ، فرد باید کار کند
در نماینده
:
اگر ، سپس
.
قضیه اویلر بعضاً به عنوان پایه و اساس سیستم رمزگذاری RSA ذکر می شود ، اما استفاده از قضیه اویلر برای تأیید صحت رمزگذاری RSA کافی نیست (و غیر ضروری). در RSA ، نتیجه خالص ابتدا رمزگذاری یک پیام ساده ، سپس بعدا رمزگشایی از آن ، به نمایی از تعداد ورودی بزرگ توسط، برای تعدادی عدد صحیح مثبت
. در صورتی که شماره اصلی نسبتاً اصلی باشد
سپس قضیه اویلر تضمین می کند که شماره خروجی رمزگشایی شده برابر با شماره ورودی اصلی است و متن متن را پس می دهد. با این حال ، زیرا
محصولی از دو ابتکار عمل مجزا است ،
و
، هنگامی که تعداد رمزگذاری شده تعداد آنهاست
یا
، قضیه اویلر کاربردی ندارد و لازم است از یکتایی نظریه قضیه Remainder چینی استفاده شود . قضیه Remainder چینی نیز در موردی که تعداد نسبتاً برتر باشد کافی است
و بنابراین قضیه اویلر نه کافی است و نه لازم.
فهرست
اثبات [ ویرایش ]
قضیه 1. اویلر می توان با استفاده از مفاهیم از ثابت تئوری گروه : [3] کلاس مانده پیمانه نفر که نسبت به هم اولند به N تشکیل یک گروه تحت عمل ضرب (نگاه کنید به مقاله گروه ضربی از اعداد صحیح پیمانه نفر برای جزئیات بیشتر). سفارش گروه است که در φ ( N ) که در آن φ نشان دهنده تابع حسابی اویلر . قضیه لاگرانژ بیان می کند که ترتیب هر زیر گروه یک گروه محدود ترتیب کل گروه را تقسیم می کند ، در این حالت φ ( n ). اگر هر تعداد است اولند به N سپس است در یکی از این کلاس باقی مانده، و قدرت خود را ، 2 ، ...، K پیمانه N از یک زیر گروه از گروهی از کلاس باقی مانده، با K ≡ 1 ( وزارت دفاع N ) . قضیه لاگرانژ می گوید ک باید تقسیم φ ( N ) ، یعنی یک عدد صحیح وجود دارد M به طوری که دانش = φ ( N ) . این بدان معنی است ،
2. اثبات مستقیمی نیز وجود دارد: [4] [5] بگذارید R = { x 1 ، x 2 ، ... ، x φ ( n ) } یک سیستم باقیمانده باقیمانده ( mod n ) باشد و یک عدد صحیح باشد. coprime به n . اثبات این واقعیت اساسی را نشان می دهد که ضرب با یک i x را مجاز می سازد : به عبارت دیگر اگر ax j ≡ ax k (mod n ) سپس j = k. (این قانون لغو شده است در این مقاله ثابت گروه ضربی از اعداد صحیح باقی مانده N . [6] ) است که، مجموعه R و AR = { تبر 1 ، تبر 2 ، ...، تبر φ ( N ) } ، در نظر گرفته به عنوان مجموعه ای از کلاس های تناسب ( وزارت دفاع N )، یکسان هستند (به عنوان مجموعه-آنها ممکن است در سفارشات مختلف ذکر شده است)، بنابراین محصول از تمام اعداد در R متجانس (است وزارت دفاع N ) به محصول از تمام اعداد در AR :
و استفاده از قانون لغو برای لغو هر x i به قضیه اویلر می دهد:
سهم اویلر [ ویرایش ]
مقدار اویلر عدد صحیح a با توجه به n به شرح زیر است:
مورد خاص از یک قطعه اویلر در هنگام n بودن نخست ، یک سود فرما نامیده می شود .
هر عدد عجیب و غریب n که تقسیم می شودشماره Wieferich نامیده می شود . این معادل این است که بگوییم 2 φ ( n ) ≡ 1 (mod n 2 ). به عنوان کلی ، هر عدد n که در حال نمایش یک عدد صحیح مثبت a است ، و به شکلی که n تقسیم می شود(الف)
، به عدد وایفریچ (تعمیم یافته) گفته می شود تا پایه a . این معادل است با گفتن که φ ( n ) ≡ 1 (mod n 2 ).
آ | تعداد N اولند به که تقسیم (الف) | دنباله OEIS |
1 | 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 6 ، 7 ، 8 ، 9 ، 10 ، 11 ، 12 ، 13 ، 14 ، 15 ، 16 ، 17 ، 18 ، 19 ، 20 ، 21 ، 22 ، 23 ، 24 ، 25 ، 26 ، 27 ، 28 ، 29 ، 30 ، ... (همه اعداد طبیعی) | A000027 |
2 | 1 ، 1093 ، 3279 ، 3511 ، 7651 ، 10533 ، 14209 ، 17555 ، 22953 ، 31599 ، 42627 ، 45643 ، 52665 ، 68859 ، 94797 ، 99463 ، 127881 ، 136929 ، 157995 ، 228215 ، 298389 ، 410787 ، 473985 ، 684645 ، 89516 1232361 ، 2053935 ، 2685501 ، 3697083 ، 3837523 ، 6161805 ، 11512569 ، ... | A077816 |
3 | 1 ، 11 ، 22 ، 44 ، 55 ، 110 ، 220 ، 440 ، 880 ، 1006003 ، 2012006 ، 4024012 ، 11066033 ، 22132066 ، 44264132 ، 55330165 ، 88528264 ، 110660330 ، 221320660 ، 442641320 ، 885282640 ، 1770565280 ، 5622450167 . | A242958 |
4 | 1 ، 1093 ، 3279 ، 3511 ، 7651 ، 10533 ، 14209 ، 17555 ، 22953 ، 31599 ، 42627 ، 45643 ، 52665 ، 68859 ، 94797 ، 99463 ، 127881 ، 136929 ، 157995 ، 228215 ، 298389 ، 410787 ، 473985 ، 684645 ، 89516 ... | |
5 | 1 ، 2 ، 20771 ، 40487 ، 41542 ، 80974 ، 83084 ، 161948 ، 643901 ، 1255097 ، 1287802 ، 1391657 ، 1931703 ، 2510194 ، 2575604 ، 2783314 ، 3765291 ، 3863406 ، 4174971 ، 5020388 ، 5151208 ، 55668 10040776، 11133256، 15061164، 15308227، 15453624، 16699884، ... | A242959 |
6 | 1 ، 66161 ، 330805 ، 534851 ، 2674255 ، 3152573 ، 10162169 ، 13371275 ، 50810845 ، 54715147 ، 129255493 ، 148170931 ، 254054225 ، 273575735 ، 301121113 ، 383006029 ، 646277465 ، ... | A241978 |
7 | 1 ، 4 ، 5 ، 10 ، 20 ، 40 ، 80 ، 491531 ، 983062 ، 1966124 ، 2457655 ، 3932248 ، 4915310 ، 6389903 ، 9339089 ، 9830620 ، 12288275 ، 12779806 ، 18678178 ، 19169709 ، 19661240 ، 24576550 ، 255512 | A242960 |
8 | 1 ، 3 ، 1093 ، 3279 ، 3511 ، 7651 ، 9837 ، 10533 ، 14209 ، 17555 ، 22953 ، 31599 ، 42627 ، 45643 ، 52665 ، 68859 ، 94797 ، 99463 ، 127881 ، 136929 ، 157995 ، 206577 ، 228215 ، 284391 ، 298389 ، 383643 ، 410787 ، 473985 ، 684645 ، 895167 ، ... | |
9 | 1 ، 2 ، 4 ، 11 ، 22 ، 44 ، 55 ، 88 ، 110 ، 220 ، 440 ، 880 ، 1760 ، 1006003 ، ... | |
10 | 1 ، 3 ، 487 ، 1461 ، 4383 ، 13149 ، 39447 ، 118341 ، 355023 ، 56598313 ، 169794939 ، 509384817 ، ... | A241977 |
11 | 1، 71، 142، 284، 355، 497، 710، 994، 1420، 1491، 1988، 2485، 2840، 2982، 3976، 4970، 5680، 5964، 7455، 9940، 11928، 14910، 19880، 23856، 29820، 39760، 59640، 79520، 119280، 238560، 477120، ... | A253016 |
12 | 1 ، 2693 ، 123653 ، 1812389 ، 2349407 ، 12686723 ، 201183431 ، 332997529 ، ... | A245529 |
13 | 1 ، 2 ، 863 ، 1726 ، 3452 ، 371953 ، 743906 ، 1487812 ، 1747591 ، 1859765 ، 2975624 ، 3495182 ، 3719530 ، 5242773 ، 6990364 ، 7439060 ، 8737955 ، 10485546 ، 14878120 ، 15993979 ، 17475910 ، 3097 34951820، 41942184، 47981937، 52427730، 59512480، ... | A257660 |
14 | 1 ، 29 ، 353 ، 3883 ، 10237 ، 19415 ، 112607 ، 563035 ، ... | |
15 | 1 ، 4 ، 8 ، 29131 ، 58262 ، 116524 ، 233048 ، 466096 ، ... | |
16 | 1 ، 1093 ، 3279 ، 3511 ، 7651 ، 10533 ، 14209 ، 17555 ، 22953 ، 31599 ، 42627 ، 45643 ، 52665 ، 68859 ، 94797 ، 99463 ، 127881 ، 136929 ، 157995 ، 228215 ، 298389 ، 410787 ، 473985 ، 684645 ، 89516 ... | |
17 | 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 6 ، 8 ، 12 ، 24 ، 48 ، 46021 ، 48947 ، 92042 ، 97894 ، 138063 ، 146841 ، 184084 ، 195788 ، 230105 ، 276126 ، 293682 ، 368168 ، 391576 ، 414189 ، 460210 ، 552252 ، 587364 ، 598273 ، 690315 ، 736336 ، 783152 ، 828378 ، 920420 ، ... | |
18 | 1 ، 5 ، 7 ، 35 ، 37 ، 49 ، 185 ، 245 ، 259 ، 331 ، 1295 ، 1655 ، 1813 ، 2317 ، 3641 ، 8275 ، 9065 ، 11585 ، 12247 ، 16219 ، 18205 ، 25487 ، 33923 ، 57925 ، 61235 ، 81095، 85729، 91025، 127435، 134717، 169615، 178409، 237461، 306175، 405475، 428645، 455125، 600103، 637175، 673585، 892045، 943019، ... | |
19 | 1 ، 3 ، 6 ، 7 ، 12 ، 13 ، 14 ، 21 ، 26 ، 28 ، 39 ، 42 ، 43 ، 49 ، 52 ، 63 ، 78 ، 84 ، 86 ، 91 ، 98 ، 104 ، 117 ، 126 ، 129 ، 137، 147، 156، 168، 172، 182، 196، 234، 252، 258، 273، 274، 294، 301، 312، 364، 387، 411، 441، 468، 504، 516، 546، 548، 559، 588، 602، 624، 637، 728، 774، 819، 822، 882، 903، 936، 959، 1032، 1092، 1096، 1118، 1176، 1204، 1274، 1456، 1548، 1638، 1644، 1677، 1764، 1781، 1806، 1872، 1911، 1918، 2107، 2184، 2192، 2236، 2329، 2408، 2457، 2548، 2709، 2877، 3096، 3276، 3288، 3354، 3528، 3562، 3612، 3822، 3836، 3913، 4214، 4368، 4472، 4658، 4914، 5031، 5096، 5343، 5418، 5733، 5754، 5891، 6321، 6552، 6576، 6708، 6713، 6987، 7124، 7224، 7644، 7672، 7826، 8127، 8428، 8631 ، 8736 ، 8944 ، 9316 ، 9828 ، 10062 ، 10192 ، 10686 ، 10836 ، 11466 ، 11508 ، 11739 ، 11782 ، 12467 ، 12642 ، 13104 ، 13152 ، 13416 ، 13426 ، 13974 ، 14248 ، 14448 ، 14749 ، 15093 ، 15288 ، 15344 ، 15652 ، 16029 ، 16254 ،16303، 16856، 17199، 17262، 17673، 18632، 18963، 19656، 20124، 20139، 21372، 21672، 22932، 23016، 23478، 23564، 24934، 25284، 26208، 26832، 26852، 27391، 27948، 28496، 2949 30186، 30277، 30576، 30688، 31304، 32058، 32508، 32606، 34398، 34524، 35217، 35346، 37264، 37401، 37926، 39312، 40248، 40278، 41237، 42744، 43344، 44247، 45864، 46032، 4660 47128، 48909، 49868، 50568، 53019، 53664، 53704، 54782، 55896، 56889، 56992، 58996، 60372، 60417، 60554، 61152، 62608، 64116، 65016، 65212، 68796، 69048، 70434، 706 74802، 75852، 76583، 78624، 80496، 80556، 82173، 82474، 85488، 87269، 88494، 90831، 91728، 92064، 93912، 94256، 97818، 99736، 100147، 101136، 105651، 106038، 107408، 109564 112203، 113778، 113984، 114121، 117992، 120744، 120834، 121108، 123711، 125216، 128232، 130032، 130424، 132741، 137592، 138096، 140868، 141384، 146727،149056، 149604، 151704، 153166، 160992، 161112، 164346، 164948، 170976، 174538، 176988، 181662، 183456، 184128، 187824، 188512، 191737، 195636، 199472، 200294، 211302، 211939، 211939 223584، 224406، 227556، 228242، 229749، 241488، 241668، 242216، 246519، 247422، 256464، 260848، 261807، 265482، 272493، 275184، 276192، 281736، 282768، 288659، 293454، 293454، 306332، 316953، 322224، 328692، 329896، 336609، 341952، 342363، 349076، 353976، 363324، 371133، 375648، 383474، 391272، 398223، 398944، 400588، 422604، 423878، 424152، 43825، 456484 ، 459498 ، 482976 ، 483336 ، 484432 ، 493038 ، 494844 ، 512928 ، 521696 ، 523614 ، 530964 ، 536081 ، 544986 ، 550368 ، 552384 ، 563472 ، 565536 ، 575211 ، 577318 ، 586908 ، 596224 ، 596224 635817 ، 644448 ، 657384 ، 659792 ، 673218 ، 683904 ، 684726 ،689247 ، 698152 ، 701029 ، 707952 ، 726648 ، 739557 ، 742266 ، 751296 ، 766948 ، 782544 ، 785421 ، 796446 ، 797888 ، 801176 ، 845208 ، 847756 ، 848304 ، 865977 ، 876512 ، 894336، 89764 966672 ، 968864 ، 986076 ، 989688 ، 1025856 ، 1027089 ، 1043392 ، 1047228 ، ... | |
20 | 1 ، 281 ، 1967 ، 5901 ، 46457 ، ... | |
21 | 1 ، 2 ، ... | |
22 | 1 ، 13 ، 39 ، 673 ، 2019 ، 4711 ، 8749 ، 14133 ، 26247 ، 42399 ، 61243 ، 78741 ، 183729 ، 551187 ، ... | |
23 | 1 ، 4 ، 13 ، 26 ، 39 ، 52 ، 78 ، 104 ، 156 ، 208 ، 312 ، 624 ، 1248 ، ... | |
24 | 1 ، 5 ، 25633 ، 128165 ، ... | |
25 | 1 ، 2 ، 4 ، 20771 ، 40487 ، 41542 ، 80974 ، 83084 ، 161948 ، 166168 ، 323896 ، 643901 ، ... | |
26 | 1 ، 3 ، 5 ، 9 ، 15 ، 45 ، 71 ، 213 ، 355 ، 497 ، 639 ، 1065 ، 1491 ، 1775 ، 2485 ، 3195 ، 4473 ، 5325 ، 7455 ، 12425 ، 13419 ، 15975 ، 22365 ، 37275 ، 67095 ، 111825 ، 335475 ، ... | |
27 | 1 ، 11 ، 22 ، 44 ، 55 ، 110 ، 220 ، 440 ، 880 ، 1006003 ، ... | |
28 | 1 ، 3 ، 9 ، 19 ، 23 ، 57 ، 69 ، 171 ، 207 ، 253 ، 437 ، 513 ، 759 ، 1265 ، 1311 ، 1539 ، 2277 ، 3795 ، 3933 ، 4807 ، 11385 ، 11799 ، 14421 ، 24035 ، 35397 ، 43263 ، 72105 ، 129789 ، 216315 ، 389367 ، 648945 ، ... | |
29 | 1 ، 2 ، ... | |
30 | 1 ، 7 ، 160541 ، ... |
کمترین پایه b > 1 که n عدد Wieferich است
2 ، 5 ، 8 ، 7 ، 7 ، 17 ، 18 ، 15 ، 26 ، 7 ، 3 ، 17 ، 19 ، 19 ، 26 ، 31 ، 38 ، 53 ، 28 ، 7 ، 19 ، 3 ، 28 ، 17 ، 57 ، 19 ، 80 ، 19 ، 14 ، 107 ، 115 ، 63 ، 118 ، 65 ، 18 ، 53 ، 18 ، 69 ، 19 ، 7 ، 51 ، 19 ، 19 ، 3 ، 26 ، 63 ، 53 ، 17 ، 18 ، 57 ، ... (دنباله A250206 در OEIS )