初 等 数 论 辅导课程十 主讲教师 曹洪平
勒让得符号 掌握勒让得符号的定义 熟练掌握勒让得符号的性质 能用勒让得符号的性质判别质数模 二次同余式是否有解
勒让得符号的定义 勒让得符号( )(读作a对p的勒让得符号) 是一个对于给定的单质数p定义在一切整 数a上的函数,它的值规定如下:
注 由勒让得符号的定义可以看出,如果 能够很快地计算出它的值,那么就会 立刻知道同余式 x2≡a(mod p) 有解与否,下面通过讨论勒让得符号 的性质给出计算勒让得符号的值的方 法。
勒让得符号的性质 性质1 (mod p)。 证由定义及欧拉判别法即得。
性质2 其中 (mod p) 证 由性质1可得前两式,由定义可得第 三式。
性质3 。 证 由性质1, (mod p)。
由定义 又p>2,故得性质3。
性质4 ,p∤b 。 性质5 ; 若(a,p)=1,且2∤a,则 其中p1=(p-1)/2。
推论当p=8m1时,2是模p的平 方剩余; 当 时,2是模p的平方非剩余。
性质6(二次反转定理)若p及q 都是单质数,(p,q)=1,则 。
勒让得符号的应用 例判断同余式 (mod 563) 是否有解。
解因563为单质数,只须计算( )。 因为286=2×11×13所以由性质3得 。 由性质5得
由性质6及性质2与性质4得 同理由前面性质得 故 ,因而原同余式无解。
合数模的情况 掌握同余式 (mod m), (a,m)=1 (1) 有解的条件及解的个数。
若m的标准分解式为: 则(1)有解的充要条件是同余式组 x2 a (mod 2 ) x2a(mod ), i=1,2,…,k (2) 有解,并且在有解的情况下,(1)的 解数是(2)中各式解数的乘积。
定理1x2a (mod p ), >0, (a, p)=1有 解的充要条件是 ,且在有解的 情况下,解数是2,这里p是单质数。
定理2设>1,则同余式 x2a(mod 2), >1, (2, a)=1 有解的充要条件是 (i)当 =2时,a1(mod 4); (ii)当3时, a1(mod 8)。 并且在有解的情况下,若 =2,则 解数是2;若3 ,则解数是4。
定理3同余式x2a(mod m), , (a, m)=1 有解的必要条件是: 当=2时,a1(mod 4); 当3时,a1(mod 8)并且 i=1,2,…,k。 若上述条件成立,则同余式有解,并且 当=0及1时,解数是2k,当=2时,解数 是2k+1,当3时,解数是2k+2。
例解x257(mod 64) 解因571(mod 8) ,故有四个解。将 x=±(1+4t3)代入x257(mod 16)得 (1+4t3)2 57(mod 16) 。由此得 t3 1(mod 2) ,故x= ±(5+8t4)是适合 x257(mod 16)的一切整数,又将这 一x代入同余式x257(mod 32) 可得 适合x257(mod 32)的一切整数为
x=±(5+16t5)。将此x代入x257(mod 64) 故原同余式的四个解为: x 21 ,53,-21,-53 (mod 64)。