从小学奥数到高数,我们学到的数学理论多得不胜枚举。阿贝尔定理,欧拉公式,黎曼猜想......这些都是不为人知的理论,但它们改变了整个数学体系,彻底颠覆以往,开辟了新的数学思路。
但是,这次要讲的定理并不属于上述理论,而是一条可以实际应用的定理,它就是——费马小定理!
费马小定理是由法国数学家费马发现的,我们现在也称之为费马-欧拉定理。在一个模数为p的整数环中,如果p是质数,那么对于任意一个与p互质的整数a,都有:a^(p-1) ≡ 1 (mod p)。
实在是有些拗口的数学公式,但是我们可以用一个小小的例子来进行讲解:
现有一个加密系统,它的安全性取决于两个大素数的积,你需要计算出(p q)^2 mod n的值(其中,p q和n都是两个大素数相乘得到的)
这个时候,只需要运用费马小定理,就可以轻易地计算出结果了。因为n是一个大素数,所以(p q)^n mod n等于p^n q^n mod n。而根据费马小定理,p^(n-1) ≡ 1 (mod n),所以p^n ≡ p (mod n)。同理,q^n ≡ q (mod n)。因此,(p q)^n mod n = (p^n q^n) mod n = (p q) mod n
这就是费马小定理的魅力所在,总结起来就是:在模p的意义下,a与p互质,a的n次方与a模p同余。
对于初学者来说,费马小定理可能还有些难懂。但只要多篇读几遍,利用实际问题进行联系,相信大家一定会理解并且灵活运用的!