maths.free › Number Theory › Fermat's little theorem and Euler's theorem

Fermat's little theorem and Euler's theorem

aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p), the totient, and fast modular arithmetic.

For prime p and a not divisible by p, aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p); Euler generalises to a^φ(n) ≡ 1 (mod n). These collapse huge exponents: 2¹⁰⁰ mod 13 reduces via 2¹² ≡ 1. Picture it: the powers of 2 mod 13 cycling around a 12-hour clock. Think it: this is Lagrange's theorem in the group (ℤ/n)*.

Ví dụ đã làm · 2^100 mod 13

2^100 mod 13

2,\ 100,\ 13

Bước một bước

  1. 2^{100} \bmod 13

    Never compute the huge power. Reduce after every multiplication (repeated squaring).

  2. 2 \equiv 2 \pmod{13}

    Reduce the base first.

  3. 100 = 1100100_2

    Write the exponent in binary: 7 squarings at most.

  4. 2^2 \equiv 4 \pmod{13}

    Square the running power.

  5. 4^2 \equiv 3 \pmod{13}

    Square the running power.

  6. r \leftarrow r \cdot 3 \equiv 3 \pmod{13}

    This bit is 1: multiply the result by the current power.

  7. 3^2 \equiv 9 \pmod{13}

    Square the running power.

  8. 9^2 \equiv 3 \pmod{13}

    Square the running power.

  9. 3^2 \equiv 9 \pmod{13}

    Square the running power.

  10. r \leftarrow r \cdot 9 \equiv 1 \pmod{13}

    This bit is 1: multiply the result by the current power.

  11. 9^2 \equiv 3 \pmod{13}

    Square the running power.

  12. r \leftarrow r \cdot 3 \equiv 3 \pmod{13}

    This bit is 1: multiply the result by the current power.

  13. 2^{100} \equiv 3 \pmod{13}

    Done.

Giải đáp
2^{100} \bmod 13 = 3

Now you Chọn một bài toán, hoặc gõ hoặc vẽ của riêng mình. Mỗi bước, một bức tranh, câu trả lời ẩn cho đến khi bạn hỏi.

Để cho anh làm việc

Một tài khoản miễn phí thêm ghi chú vào mỗi bài học, ghi chép những gì bạn đã hoàn thành, các bài toán bạn giải quyết ở một nơi, và một giáo viên bạn có thể hỏi về trang này. Toán học là mở cho mọi người, dù có đăng nhập hay không.

Đăng ký Đăng nhập

Ký hiệu được dùng ở đây

Nhấn vào bất kỳ ký hiệu nào để xem định nghĩa đầy đủ, một bức ảnh, và ý nghĩa của từng chữ cái trong nó.

Làm thế nào: Fermat's little theorem and Euler's theorem

  1. Reduce the base mod n.
  2. Reduce the exponent mod p − 1 (prime) or mod φ(n) (general): Fermat/Euler.
  3. Finish with repeated squaring on what remains.

Câu hỏi người ta hỏi

Why are primes so important?

Every integer factors into primes in exactly one way, so primes are the atoms of multiplication. Cryptography relies on that factoring being easy to state and hard to do.

How do I tell whether a big number is prime?

Trial division up to the square root works for small numbers. For large ones, probabilistic tests (Miller-Rabin) give an answer that is wrong with negligible probability, and deterministic tests (AKS) exist but are slower.

More in Number Theory