■原始根と原始根予想(その11)
7を法とする2のベキ乗(n=7,a=2)の場合を調べてみると
2^1=2,2^2=4,2^3=1,2^4=2,2^5=4,2^6=1
この数列の周期は3で、整数2は7を法として位数3をもっているという。ord7(2)=3
フェルマーの定理より、位数はp-1の約数でなければならない。p=7に対して位数は決して4にはなりえないのである。
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7を法とする3のベキ乗(n=7,a=3)の場合を調べてみると
3^1=3,3^2=2,3^3=6,3^4=4,3^5=5,3^6=1
7を法とする3の位数は6である。ord7(3)=6
位数はp-1の約数でなければならないので、これはとりうる最大値である。
それゆえ、3は7を法とする原始根と呼ばれる。
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もう一つの原始根=pを法とするgの逆元を見つけたい。
g2=g1^φ(p)-1 (mod p)
φ(p)=p-1より、
g2=g1^p-2 (mod p)
上の例ではg1=3,p=7であるから
3・5=15=1 (mod 7)より、5は逆元であることが確かめられる。
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7を法とする、もう一つの原始根であることを確かめてみよう。
7を法とする5のベキ乗(n=7,a=5)の場合を調べてみると
5^1=5,5^2=4,5^3=6,5^4=2,5^5=3,5^6=1
7を法とする5の位数は6である。ord7(5)=6
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7つの要素をもつ有限体F7={0,1,2,3,4,5,6}を考えてみよう。
7の倍数となる差を無視する。3=10=-4,-1=6
5+4=2
3-6=4
2・4=1
しかし、除算はどうなるのだろうか?
たとえば、1/2=?
2倍して1になる数は何か?
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1/n=n^5
である。したがって、1/2=2^5=32=4
1/4=2,3/2=3・4=5であることがわかる。
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同様に
1/3=3^5=5
1/5=3
1/6=6^5=6=-1・・・6はそれ自身の逆数である
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