【ybt金牌导航8-6-4】原根数量

原根数量

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题目大意

给你一个奇质数 p,问你它原根的个数。

思路

首先,我们要知道原根是什么东西。

在说原根之前,我们要知道阶是什么。

(n>1)(a) 是与 (n) 互质的数,那根据扩展欧几里得,可以知道一定会有许多 (r) 使得 (a^requiv 1(mod n))。而最小的那一个会在 (1sim n) 之间,这个值就叫做 (a)(n) 的阶,记作 (Ord_n(a))

要注意的是,之后 (gcd(a,n)=1) 的时候,才会有阶,不然它那个方程就是无解的,也就是没有阶了。

然后我们来讲讲它的一些性质:(我们假设已经知道 (gcd(a,n)=1)
已知 (a)(n) 的阶为 (r),如果有一个数 (N) 使得 (a^Nequiv1(mod n)),那 (N) 就是 (r) 的倍数,也就是 (r|N)

然后 (a)(n) 的阶 (r) 它是整除 (varphi(n)) 的。然后如果 (n) 是一个质数,那 (r) 它就整除 (n-1)。(因为质数的 (varphi) 值为它减一)
(这个是通过欧拉定理得出的)

欧拉定理:对于互质的正整数a和n,有a^φ(n) ≡ 1(mod n)

然后还有一个,记 (n=ord_m(a)),对于大于 (0)(i),如果 (ord_m(a^i)=s),那么 (s=dfrac{n}{gcd(n,i)})

原根

然后我们来看原根是什么。
原根就是满足 (Ord_m(a)=varphi(m))(a),叫做 (a)(m) 的原根。
那你可以看出它是模 (m) 剩余类,那我们只看它在 (0sim m) 的解。

然后它也有一些性质。

  1. 首先,(a^0,a^1,a^2,...,a^{Ord_m(a)-1})(m) 肯定是两两不同余的。那当 (a) 是模 (m) 的原根的时候,那上面的肯定就构成了模 (m) 的简约剩余系。那当上面构成了模 (m) 的简约剩余系的时候,那这个 (a) 就是模 (m) 的原根。
    有一个特别的是当 (m) 是质数的时候,那上面的 (a) 是模它的原根的时候,它不仅构成简约剩余系,而且它还是这样的:(1,2,...,m-1)
  2. 所有的素数都有原根。
  3. 不是所有整数都有原根。
  4. 当一个数 (m) 有原根的时候,它有 (varphi(varphi(m))) 个原根。
    这个可以根据阶的最后一个性质来解释。

这道题

这道题就是直接用原根第四条性质,就好了。

代码

#include<cstdio>

using namespace std;

int p;

int phi(int now) {//求phi值
	int re = now;
	for (int i = 2; i * i <= now; i++)
		if (now % i == 0) {
			re = re / i * (i - 1);
			while (now % i == 0) now /= i;
		}
	if (now > 1) re = re / now * (now - 1);
	return re;
}

int main() {
	while (scanf("%d", &p) != EOF) {
		printf("%d
", phi(p - 1));//phi(phi(p)),而质数的 phi 值是它减一,所以就省去了一次
	}
	
	return 0;
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/Sakura-TJH/p/YBT_JPDH_8-6-4.html