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数学 / 高斯算术研究 / Art. 58-59

7 · 指标把乘法变加法

algorithmus indicum / ind(ab) = ind(a)+ind(b)

指标算法 / 乘法对应指标相加。

With a fixed primitive root, multiplication of residues corresponds to addition of indices modulo p - 1.

固定原根后,剩余的乘法对应指标在模 p-1 下相加。

这是高斯版的“对数表”。若 a=g^r、b=g^s,那么 ab=g^(r+s)。乘法、除法、乘方都可以转成指标的加减乘。

分步证明Step-by-step proof
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  1. 把 a 与 b 分别写成 g 的幂。

  2. 乘积指数相加,再按模 p-1 化简。

模 7 以 3 为原根,已知 2=3²,5=3⁵,求 2·5 的指标。

指标相加得 2+5=7≡1 (mod 6),所以 2·5≡3¹≡3 (mod 7)。