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数学 / 高斯算术研究 / Art. 96-97

2 · 素数模数下一半一半

dimidia pars / p primus impar / indices pares

一半 / 奇素数模数 / 偶指标。

Modulo an odd prime p, exactly half of the nonzero residues are quadratic residues.

模奇素数 p 时,非零剩余中恰有一半是二次剩余。

平方把 r 和 -r 送到同一个剩余,所以最多只有一半。高斯再用素数模数下的根数上界说明这些平方互不混乱,正好得到一半。

分步证明Step-by-step proof
1 / 2
  1. 1² 到 ((p-1)/2)² 给出互不相同的平方剩余。

  2. 其余非零剩余就都是二次非剩余。

模 11 下有多少个非零二次剩余?

(11-1)/2=5 个。它们是 1,3,4,5,9。