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费马小定理:素数p整除np-n的证明

时间:2023-07-07 理论教育 版权反馈
【摘要】:法国大数学家费马提出其“小定理”时,虽然声称他是有证明的,但他没有把证明写在后人可见之处,第一个公开发表的证明是欧拉给出的,而这几乎是100年后的事情了.费马(法1601—1665)费马小定理:设p是素数,n是任何整数,则np-n被p整除.证明:首先对正整数n,用数学归纳法证明定理是成立的.当n=1时,np-n=1p-1=0,被p整除;设当n=m时,命题成立,即np-n=mp-m被p整除,则当n=

费马小定理:素数p整除np-n的证明

法国大数学家费马提出其“小定理”时,虽然声称他是有证明的,但他没有把证明写在后人可见之处,第一个公开发表的证明是欧拉给出的,而这几乎是100年后的事情了.

费马(法1601—1665)

费马小定理:设p是素数,n是任何整数,则np-n被p整除.

证明:首先对正整数n,用数学归纳法证明定理是成立的.

当n=1时,np-n=1p-1=0,被p整除;

设当n=m时,命题成立,即np-n=mp-m被p整除,则当n=m+1时,

由于是整数,故分母是分子的约数.但分母的各个因数都小于素数p,因而都不可能是p的约数,所以整数必含有因数p,可以被p整除.这样一来,①式右边中的第二个括号内的数被p整除,根据归纳假设,第一个括号内的数也被p整除,所以np-n被p整除.于是,当n=m+1时命题也成立.(www.xing528.com)

所以,对正整数n,np-n被p整除.

其次,设n是负整数.

若素数p=2,则n2-n=n(n-1)是两个连续自然数的积,必为偶数,当然被p=2整除;

若p为奇素数,则np-n=-(-n)p+(-n)=-[(-n)p-(-n)],由于-n是正整数,故由第一阶段的证明,(-n)p-(-n)被p整除,从而np-n被p整除.

总之,对一切整数n,np-n被p整除.

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