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关于2是模p的四次剩余的条件

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如下图,求27的第二个结论的证明


IP属地:山东来自iPhone客户端1楼2024-09-08 17:36回复
    以前见过这个结论但不会证,好像可以用26的4个结论证明出来
    26(a)
    因为a和p=a²+b²是互素的正奇数,p≡1(mod 4),所以由推广的二次互反律,雅可比符号(a/p)*(p/a) = 1
    而(p/a) = (b²/a) =1,所以(a/p)=1
    26(b)
    由2p = (a+b)²+(a-b)²可知a+b与p是互素正奇数,所以同理可得雅可比符号((a+b)/p)*(p/(a+b)) = 1
    而 (2p/(a+b)) = (2/(a+b))*(p/(a+b))
    (2p/(a+b)) = ((a-b)²/(a+b)) = 1
    (2/(a+b)) = (-1)^([(a+b)²-1]/8)
    所以((a+b)/p) = (p/(a+b)) = (2/(a+b)) = (-1)^([(a+b)²-1]/8)
    26(c)
    由(a+b)²=a²+b²+2ab = p+2ab,可得(a+b)²≡2ab (mod p)
    26(d)
    由于(p-1)/4是正整数,由(c)可得 (a+b)^[(p-1)/2] ≡ ((a+b)²)^[(p-1)/4]≡(2ab)^[(p-1)/4] (mod p)
    27前一个结论
    因为b²=p-a²≡-a²(mod p),又因为b≡fa(mod p),b²≡f²a²(mod p),所以f²a²≡-a²(mod p),a与p互素,所以f²≡-1(mod p)
    27后一个结论
    由b≡fa (mod p)可得
    (a+b)^[(p-1)/2] = [a(1+f)]^[(p-1)/2] = a^[(p-1)/2]* (1+f)^[(p-1)/2]
    (2ab)^[(p-1)/4] = 2^[(p-1)/4] * f^[(p-1)/4] * a^[(p-1)/2]
    a^[(p-1)/2]与p互素,所以26(d)相当于
    (1+f)^[(p-1)/2] ≡2^[(p-1)/4] * f^[(p-1)/4] (mod p) (*)
    1+f与奇素数p互素,由欧拉准则左边 (1+f)^[(p-1)/2] ≡ ((1+f)/p)(mod p)
    又因为 ((a+b)/p) = (a(1+f)/p) = (a/p)*((1+f)/p),由26(a)(b) 可得
    ((1+f)/p) = (-1)^([(a+b)²-1]/8)
    代入前一个结论可得 ((1+f)/p) ≡ f²^([(a+b)²-1)/8] = f^([(a+b)²-1]/4) = f^((p-1)/4+ab/2) (mod p)
    所以由(*)可得 f^((p-1)/4+ab/2) ≡ 2^[(p-1)/4] * f^[(p-1)/4](mod p)
    f与p互素,所以 f^(ab/2) ≡ 2^[(p-1)/4] (mod p)


    IP属地:北京来自Android客户端2楼2024-09-08 19:21
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