已知同餘方程x2amod22019有解,則其解

2021-05-18 20:03:51 字數 4880 閱讀 3620

1樓:

a≡0時,兩個方程都有解,x≡0(mod2) x≡0(mod3)稱為平凡解。下面討論非平凡解:

一般情況:f(x)≡0(mod p^n)有解,則f(x)≡0(mod p)有解

f(x)≡0(mod p)無解,則f(x)≡0(mod p^n)無解對本題,令 f(x)=x^2-a

f '(x)=2x

x^2 ≡ a(mod2^2005)

(a,2)=1, a≡1(mod 2)x^2≡1 (mod 2) 有解x≡1(mod 2)f (1)≡0(mod 2), f '(1)≠0(mod 2)故 x^2 ≡ a(mod2^2005)的解的個數與x^2 ≡ a(mod2)的解的個數相同,

所以,有一個非平凡解解。

同理:a≡1(mod 3)

x^2≡1 (mod 3) 有解x≡1(mod 3) x≡2(mod 3) 兩個解

f(1)≡0(mod 3) f(2)≡0(mod 3)f '(1)≠0(mod 3) f '(2)≠0(mod 3)有兩個解,所以x^2 ≡ a(mod3^2008)有兩個非平凡解解。

a≡2(mod 3) 無解。

我們試卷上給的答案是:同餘方程x^2 ≡ a(mod2^2005)有解,則其解數為__4___ 同餘方程x^2 ≡ a(mod3^2008)

2樓:

^二次同餘式:x^2 ≡ a(mod2^2005)的根的個數,有定理x^2=a(mod 2^k)

1).k=1時,有一個解

2)k=2時,a=1(mod 4) 有二解,a=3(mod 4) 無解

3)k>2時,a=1 (mod 8)有四解,否則無解

判斷同餘式x∧2≡365(mod1847)是否有解

3樓:匿名使用者

題:判斷同餘式x^2≡365 (mod1847) 是否有解

注:本題解答末尾附有legendre符號計算要點。這裡首先摘抄幾條。注意(7/p)可以用二次互反律方便計算,不過這裡也附錄了相關公式。

(-1/p)=(-1)^((p-1)/2)=(-1)^[p/2]=(-1)^[(pmod4)/2]=(p amr 4),

這裡定義 amr 表示絕對最小剩餘,即abs min remainder。或在r後新增下標|min|來表示。

如 2 ==-1 mod 3, 寫成 2 amr 3=-1; 3 ==-1 mod 4, 寫成 3 amr 4=-1。

(-2/p)=(-1)^.[(pmod8)/4])

(2/p)=(-1)^([p/2]+[p/4]) 注:此式利於速算。當p較小。

=(-1)^([(pmod8)/2]+[(pmod8)/4]) 注,此式利於速算,當p較小。

=(p amr 4)*(-1)^.[(pmod8)/4]) 注:此時也較利於計算,不過思路略要轉彎。

二次互反律:p,q為奇素數,則有

(p/q)=(q/p)*(-1)^((p-1)/2*(q-1)/2)=(q/p)*(-1)^( [p/2]*[q/2] )

即當且僅當p與q均為-1 mod 4時,(p/q)=-(q/p).否則(p/q)=(q/p).

(3/p)=(p amr 3)(p amr 4)

(5/p)=(p/5)=(1 if p==1,4 mod 5; -1 if p==2,3 mod 5)

內注:其實(p/5)很簡單的,因為p的既約剩餘僅有1,2,3,4四個,並且必定有且只有一半數量為平方剩餘,即有兩個。很顯然就是1,4.

解:1847是素數。

下面來計算legendre 符號

(365;1847)

=(5;1847)*(73; 1847)

易見故(5;1847)=(1847;5)=(2;5)=-1

而(73;1847)=(1847;73)=(22;73)=(2;73)*(11;73)

(2;73)=(73 amr 4) * (-1)^.[(73mod8)/4]) =1*1=1

或(2;73)=(-1)^([p/2]+[p/4])=(-1)^(36+18)=1

(73;11)=(7;11)=-(11;7)=-(4;7)=-1

故(73;1847)=(2;73)*(11;73)=-1

(365;1847)=(5;1847)*(73; 1847)=1

故同餘式x^2≡365 (mod1847) 有解

外一則:

可參考我的博文 二次剩餘及其速演算法,摘要如下:

legendre符號計算要點:

計算要點

(aa/p)=1, 當a,p互質時;

同餘性:(a/p)=((a modp) /p);

因子分解:(ab/p)=(a/p)(b/p)及其向多因子分解的推廣。

二次互反律簡化形式:

即當且僅當p與q均為-1 mod 4時,(p/q)=-(q/p).否則(p/q)=(q/p).

易見當其中出現p amr 4=1,即p==1 mod 4時,即有(p/q)=(q/p);當出現 p amr 4=-1時,即有(p/q)=(q/p)*(q amr 4)

二次互反律的兩個充分且必要的補充(由此原則上可以方便的計算所有的(p/q),其中p/q為奇素數)

補充計算式一:

(-1/p)=(-1)^((p-1)/2)=(-1)^[p/2]=(-1)^[(pmod4)/2],這個我們在上面對二次互反律進行簡化時曾見到過。

現在我們看到,(p/q)=(q/p)*(-1/p)^ [q/2] =(q/p)*(-1/q)^ [p/2]

補充計算式二:

(2/p)=(-1)^((pp-1)/8)

(2/p)=(-1)^([p/2]+[p/4])

=(-1)^([(pmod8)/2]+[(pmod8)/4]) 注,此式利於速算。

=(-1)^([(pmod4)/2]+[(pmod8)/4])

=(p amr 4)*(-1)^.[(pmod8)/4]) 注,此式利於速算。

由上二者還可以得到 (-2/p)=(-1)^[p/4]==(-1)^[(pmod8)/4]

ccc其它特殊值的計算:(以下p指奇素數)

(3/p)=(p amr 3)(p amr 4) 注:此式利於速算。

證明一:

(3/p)=(p/3)*(-1)^ [p/2]=((p mod 3)/3)*(-1)^ [(p mod4)/2]=((p mod 3)/3) * (p amr 4)

因為(1/3)=1, (-1/3)=-1, 故((p mod 3)/3)=(p amr 3)

得證。證明二,列舉檢驗法。

將質數p按模12=3*4可分為四類(注意12以下與12互質的只有四個),p=1,5,7,11 mod 12

例如質數p=13;5;7;11,分別代入(p/3)=((p mod 3)/3)*(-1)^ [(p mod4)/2]得到

(3/p)=1*(-1)^0, -1*(-1)^0, 1*(-1)^1, (-1)*(-1)^1=1*1, -1*1, 1*(-1), (-1)*(-1)

即p=1,5,7,11mod12時,(3/p)分別取值1,-1,-1,1

由前述amr的定義,易見:

(3/p)=(p amr 3)(p amr 4)

另一種演算法(計算不太方便,可能方便表述與研究):

(3/p)=(-1)^⌈(p+1)/6⌉=(-1)^upint((p+1)/6), 這裡upint(x)即向上取整,即不小於x的最小整數。在某些程式語言中(包括數學軟體)用ceiling(x)函式。excel軟體中是ceiling(x,1),手寫常寫成⌈x⌉.

(5/p)=(p/5)=(1 if p==1,4 mod 5; -1 if p==2,3 mod 5)

注:其實(p/5)很簡單的,因為p的既約剩餘僅有1,2,3,4四個,並且必定有且只有一半數量為平方剩餘,即有兩個。很顯然就是1,4.

證明:由二次互反律,(5/p)=(p/5)*(-1)^([p/2]*[5/2])=(p/5).

在明白上面的過程後我們知道(p/5)計算很簡單。

另一種演算法(計算不太方便,可能方便表述與研究):

(-1)^⌊(p-2)/5⌋=(-1)^ int((p-2)/5), 這裡int(x)是向下取整函式,即不大於x的最大整數。在某些程式語言中(包括數學軟體)用floor(x)函式。excel軟體中是floor(x,1),手寫常寫成⌊x⌋.

(7/p)=( 1 if p==±1,±9,±25=±(1, 3^2, 5^2) mod 28 ; -1 if p==±(1-14), ±(9-14), ±(25-14)=±(13, 5, 11) mod 28)

上式很好記。從小到大寫即是 (7/p)=( 1 if p==1,3,9,19,25,27 mod 28 ; -1 if p==5, 11, 13, 15, 17, 23 mod 28)

證:引1:(7/p)=(p/7)*(-1)^([p/2]*[7/2])=(p/7)*(-1)^[p/2]=(p/7)*(p amr 4)

引2:當且僅當p=1,2,4mod7時,(p/7)=1,即7的二次剩餘有三個,即1, 4, 9==2,也即1,2,4. 其二次非剩餘即3,5,6==-4,-2,-1;也可以由(-1/7)=-1, 直接將-1乘1,2,4得到7的二次非剩餘為-1,-2,-4.

當(p/7)=1且p==1 mod 4,或(p/7)=-1且p=-1 mod 4時,得(7/p)=1,分說如下:

由p==1,2,4 mod 7及p==1 mod 4得p==1,9,25 mod 28;

由p==-1,-2,-4 mod 7及p==-1 mod 4得p==-1,-9,-25 mod 28,即p=27,19,3 mod 28.

當(p/7)=-1且p==1 mod 4,或(p/7)=-1且p=1 mod 4時,得(7/p)=-1,下略。

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