数论四大定理是数论中非常重要的定理,它们分别是:
威尔逊定理
当且仅当 \( p \) 为素数时,\( (p-1)! \equiv -1 \ (mod \ p) \)。
欧拉定理 (也称为费马-欧拉定理):若 \( n \) 和 \( a \) 是正整数,且 \( gcd(a,n) = 1 \),则 \( a^{\varphi(n)} \equiv 1 \ (mod \ n) \),其中 \( \varphi(n) \) 是欧拉函数,表示小于 \( n \) 的正整数中与 \( n \) 互质的数的个数。
孙子定理
(也称为中国剩余定理):
设正整数 \( m_1, m_2, ..., m_k \) 两两互质,则同余方程组 \( x \equiv a_1 \ (mod \ m_1) \) \( x \equiv a_2 \ (mod \ m_2) \) \... \( x \equiv a_k \ (mod \ m_k) \) 有整数解,并且在模 \( M = m_1 \cdot m_2 \cdot ... \cdot m_k \) 下的解是唯一的。
费马小定理
若 \( p \) 是质数,\( a \) 是整数,且 \( a \) 和 \( p \) 互质(即 \( gcd(a, p) = 1 \)),则 \( a^{p-1} \equiv 1 \ (mod \ p) \)。
这些定理在数论和密码学等领域有着广泛的应用。