模块化数学,单位组mod m

mod m单位组

我们知道mod p的单位是循环的。换句话说,它们都可以由基本根.p型单位怎么样第页?我们知道有φ(p第页)其中,哪个是pr-1型×(p-1),但它们在乘法下是如何表现的呢?

让我们从p=2开始。只有一个mod 2单元,3是基元根mod 4,因此,假设r至少为3,因此n至少为8。

设x等于1模2k个,对于某些k≥2。方形x,和逐步提高指数,从k到k+1到k+2等。从x=1 mod 4开始(但不是1 mod 8)。将这个r-3平方,然后找到一个1 mod 2的数字r-1号机组,但不是1 mod 2第页.这是1的重要平方根,±1以外的数值。我们必须再次平方才能得到1。我们也可以设置x=5,尽管任何值5 mod 8都可以。因此5是一个发电机。提高到奇数幂会产生其他5模8,我们仍然需要平方r-2倍才能达到1,所以2r-2号机组实际上是5比1的最低指数。5的所有较低幂都是不同的。

该循环涵盖一半的装置,即1模块4的装置。我们需要另一个发电机为单位,是3模4。设g=2r-1号机组-1.这是1的另一个重要平方根。乘以g可以置换单位,因此g乘以5的幂可以覆盖其余单位,所有3模块4。自g×5j个乘以g×5k个= 5j+k,两个发电机g和5是独立的。一个是2循环,另一个开始长度为2的循环r-2号机组.

p的推理类似第页(奇数)。再次,将指数提高到p次方。设v是一个本原根mod p,设g=v+p。如果gk个= 1,k必须是p-1的倍数,因为v是本原的。设h=g第1页.

如果我们运气不好,h是1模p2,将p加到g上,得到v+2p。使用二项式定理展开(g+p)第1页.这带来了p×(p-1)和p的更高幂,和h的新值,(v+2p)第1页,现在是1 mod p。

对于任意指数k,评估hk个从k中的p因子开始。如前所述,每次我们提高到p时,h是p的下一次幂的1模。如果k小于pr-1号机组,我们没有达到1。提高到任何其他幂,不可被p整除,保持p的最低指数不变。因此,在指数为(p-1)×p之前,g的幂不会达到1r-1号机组,g生成所有单位。再次,乘法单位组是循环的。

如果n是复合的,用中国剩余定理计算单位组。我们可以独立对待每一个主要力量,然后结合这些循环来描述乘法模n。模块49*16*71由四个并联运行的循环来描述,循环长度为42、4、2和70。