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密碼學 個人筆記(1)

1.證明形如4n-1的素數有無數個。
證明:在已知素數有無數個的情況下,素數可以分為兩種,4n-1型和 4n+1型
假設4n-1型有限,不妨令他們為p1 p2…pn
令x = 4xp1xp2…pn-1
若 x為素數,不用多說
若x為合數,且有4n-1型質因子,不妨設為q,則q一定在p1,p2..pn中,但q|x又q|x+1 矛盾,則x只有4n+1型質因子,這時x同餘1(mod4) 與假設x同餘-1(mod4)矛盾

2.對於任意的給定整數x0,不存在整係數多項式f(x)=a0x^n +a1x^n-1+…an(an!=0 ,n>0),使得x取所有>=x0的整數時,f(x)表示素數
證明:若an=0 ,那麼這個多項式不存在,因為它必是一個含有x0作因子的合數
將an分解質因子為p1,p2..pk,若x0<其中最小的,不妨設為pl,那麼x取pl就可以使這個式子變為合數。若x0>其中最大的,那取x = an整數倍且>x0,也可以使它變為合數

3.設a,b,c為三個不全為0的整數,且a = pb+c 那麼(a,b) = (b,c)
證明:不妨設a=kl b=ml,l為a,b的最大公約數,則c=kl-ml=(k-m)l,那麼(b,c)=(ml,(k-m)l)。因為k同餘m(modm),假設k-m = gm,則k=(g+1)m,與k與m互質矛盾,所以k-m與m互質。所以l也是b和c的最大公約數

4.若任給整數a,b>0,則存在整數m,n 使得(a,b)=ma+nb
證明:由前可知a,b可表示為hl,jl,則令l=mhl+njl,即有mh+nj=1即可滿足條件

5.關於前一個定理有它的關於n的推廣,證明有興趣可以自行證明
n>2,存在a1,a2..an這樣的正整數,使得a1x1+…anxn=(a1,a2…an)