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数学 / 高斯算术研究 / Art. 106

5 · 一般判别准则

criterium generale / a^((p-1)/2)

一般判别准则 / a^((p-1)/2)。

For an odd prime p, a nonzero residue a is quadratic exactly when a^((p-1)/2) is congruent to 1 modulo p.

对奇素数 p,非零数 a 是二次剩余,当且仅当 a^((p-1)/2) ≡ 1 (mod p)。

这是现代所谓欧拉判别法。若 a 是平方,指数降半后必回到 1;若不是平方,它落在另一半,结果为 -1。

分步证明Step-by-step proof
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  1. 用原根 g 写 a=g^k。

  2. a^((p-1)/2)=g^{k(p-1)/2},k 偶时为 1,k 奇时为 -1。

用判别法判断 2 是否为模 7 的二次剩余。

2^3=8≡1 (mod 7),所以 2 是模 7 的二次剩余。