如果a^n -1是一个素数,证明a=2且n是素数

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/21 12:30:41
如果a^n -1是一个素数,证明a=2且n是素数

我试试看吧,或许不是最简单的证明方法,供参考。
这个证明有两个结论,我们需要分开证,这里我使用反证法。
首先假设a不等於2,那么a=1或者a>2。
a=1时a^n-1=0不是素数,显然不对。
当a>2时,a^n-1=(a-1)(a^(n-1)+a^(n-2)+...+1),这是个简单的分解公式,不详说了。又因为a>2,那么a-1>1,所以我们可以看出,a^n-1至少会有a-1这样一个因数,故推出矛盾。
综上,a必为2。
其次假设n不为素数,那么n为1或者合数,即存在i>=2,j>=2使得n=i*j。
上面已证a必为2,则a^n-1=2^n-1。
若n=1,则2^1-1=1不为素数,与题目条件相矛盾。
若n=i*j,运用上述的分解公式,则有
2^n-1=2^(n-1)+2^(n-2)+...+1
这个式子有i*j项,可做如下因式分解:
2^n-1=(1+2+...+2^(i-1))+(1+2+...+2^(i-1))*2^i+...+(1+2+...+2^(i-1))*2^[i*(j-1)]
=(1+2+...+2^(i-1))*[1+2^i+2^(2i)+...+2^(i*(j-1))]
因为i>=2,j>=2易证这两个因数皆大於1,所以a^n-1不是个素数,与题中条件相矛盾。
由此,n必为素数。
综上所述,定理得证。

那位高手来解下 偶也想看看