原根的定义
设m是正整数,a是整数,若a模m的阶等于φ(m),则称a为模m的一个原根。(其中φ(m)表示m的欧拉函数)
假设一个数g对于P来说是原根,那么$g^i mod \ P$的结果两两不同,且有 $1< g< P$, $0< i< P$,那么g可以称为是P的一个原根,归根到底就是g^(P-1) = 1 (mod P)当且仅当指数为P-1的时候成立。(这里P是素数)。
简单来说,$g^i \ mod \ p ≠ g^j\ mod \ p $(p为素数)
其中i≠j且i,j介於1至(p-1)之间,则g为p的原根。
求原根目前的做法只能是从2开始枚举,然后暴力判断$g^{(P-1)} = 1 (mod\ P)$是否当且当指数为P-1的时候成立,而由于原根一般都不大,所以可以暴力得到。
2. 原根的性质
(1)可以证明,如果正整数(a,m) = 1和正整数 d 满足a^d≡1(mod 7),则 d 整除 φ(m)。因此Ordm(a)整除φ(m)。在例子中,当a= 3时,我们仅需要验证 3 的 1 、2、3 和 6 次方模 7 的余数即可。
(2)记δ = Ordm(a),则a^1,……a^(δ-1)模 m 两两不同余。因此当a是模m的原根时,a^0,a^1,……a^(δ-1)构成模 m 的简化剩余系。
(3)模m有原根的充要条件是m= 1,2,4,p,2p,p^n,其中p是奇质数,n是任意正整数。
(4)对正整数(a,m) = 1,如果 a 是模 m 的原根,那么 a 是整数模n乘法群(即加法群 Z/mZ的可逆元,也就是所有与 m 互素的正整数构成的等价类构成的乘法群)Zn的一个生成元。由于Zn有 φ(m)个元素,而它的生成元的个数就是它的可逆元个数,即 φ(φ(m))个,因此当模m有原根时,它有φ(φ(m))个原根。
原根
2022-04-29 11:29:04 By root
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