威爾遜定理及其證明

2022-05-21 11:42:08 字數 893 閱讀 7521

由於看的人竟然超過了1000個,於是在 2021.1.8 重寫此文。

威爾遜定理是指對於乙個質數p來說,有

\[(p-1)!\equiv-1(mod\;p)

\]且對於這個定理成立的數一定是質數,即「p為質數」和威爾遜定理互為充分必要條件。

於是通過這個性質我們可以構造一下質數分布的函式曲線(結合sin函式的性質)

\[f(n)=sin(\pi*((n-1)!+1)/n)

\]當函式值為0時,就可以得出乙個質數(是不是很雞肋)。

由於充分必要條件我們當然也可以用這個來判斷質數,不過不好用就對了。

首先我們將等式兩邊同時除以乙個-1(-1必然與p互質),接下來要證明

\[(p-2)!\equiv1(mod\;p)

\]對這個東西完全沒有頭緒呢~,從形式上觀察,考慮一下比較簡單的情況。

\[ax\equiv1(mod\;p)

\]這個東西就很簡單,當x是a的逆元就好。

​ 再回到威爾遜定理,很顯然,對於 \(p=2\) 的時候,威爾遜定理成立。那麼除了2以外的質數應該全是奇數,p-2也應該全是奇數才對,觀察到問題成為了奇數個數相乘與1同餘。

​ 又有1的逆元是1,所以把1踢出去,也就是說剩下的偶數個數的數如果可以兩兩對應,乘積\(\mod p=1\)威爾遜定理就整出來了。

對於\(a\in[1,p-2]\),一定有 \(a^\in[1,p-2],a^\not=a\)(\(x^2\equiv1\)的解有且只有 1 和 p-1)

那麼現在只有乙個問題了,逆元是不是一一對應呢,答案是當然的,有很多途徑可證明(比如定義出發,不定方程,費馬小定理等)。

逆元的性質決定了乙個數和它的逆元一一對應,2~p-2之間必然被\(\frac\)個互為逆元的數對完全覆蓋,1的逆元是1,故威爾遜定理成立。

威爾遜定理證明

威爾遜定理 當 p 1 1 mod p 時,p 為素數。p p 1 1 即 p 1 equiv p 1 equiv 1 mod p 證明 靜下心看 先假設集合 m 集合 n 任取乙個 a in m a 一定與 p 互質。再假設乙個集合 s a cdot n 對於 forall x in n x 一定...

威爾遜定理

而要解這個問題,使用窮舉或暴搜的方法顯然不可取。若要優雅而巧妙地解決這個問題,就需要用到乙個關於素數的著名結論 威爾遜定理 wilson s theorem 十八世紀中葉,一位英國法官約翰 威爾遜爵士,發現了數論中一種極為罕見的關係 取從1到某個質數所有連續正整數的乘積,例如從1乘到11,即11的階...

威爾遜定理與逆定理及證明

威爾遜定理 當 p 1 p 1 1 mod p 時,p為素數。即 p是質數,則 p 1 p 1 1 mod p 綜合來說,就是 p 1 p 1 1 mod p 當且僅當 p為素數。證明如下 充分性 當p不是素數,那麼令p a b 其中1 a p 1 1 b p 1.1 若a b,因為 p 1 1 2...