* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
278
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ЧИСЕЛ
иэвола, которым часто удаётся воспользоваться для упрощения рас чётов (например, для замены больших чисел значительно меньшими). В теоретических применениях понятия полной системы вычетов важную роль играет следующая Т е о р е м а 3. Если числа а и т взаимно просты и в выраже нии ах-\-Ь число х пробегает полную систему вычетов по мо дулю те, то и получаемые значения этого выражения образуют полную систему вычетов по модулю т. Так как число получаемых значений выражения ах-\-Ь равно те, то для того, чтобы убедиться, что они образуют полную систему вычетов по модулю те, достаточно показать, что все они принадле жат разным классам по модулю т. Но если бы для каких-либо двух чисел х и лг , принадлежащих разным классам по модулю те, мы имели
х 2
ах -\-Ь = ах -\- Ъ (mod те).
х г
то отсюда следовало бы: ах = ах% (mod те);
1
так как а взаимно просто с те, то, как мы знаем, обе части сравне ния можно разделить на а; это даёт: х = х
х л
(mod те),
что неверно. Таким образом, теорема 3 доказана. Скоро мы встре тимся с её важными применениями. Мы уже знаем, что все числа, принадлежащие одному и тому же классу, имеют с модулем одних и тех же общих делителей и, зна ч и т , — одного и того же наибольшего общего делителя. В частности, если одно из чисел данного класса взаимно просто с модулем, то так же обстоит дело и для в с е х чисел данного класса. Мы можем поэтому говорить о к л а с с а х , взаимно простых с модулем. Группа чисел, содержащая по одному представителю от каждого класса, взаимно простого с модулем, называется приведённой (в отличие от полной) системой вычетов по данному модулю. Самый простой спо соб получить приведённую систему вычетов по модулю те состоит, очевидно, в том, чтобы отобрать в ряду чисел 1, 2, . • . , т, представляющих собою полную систему вычетов по модулю те, те, которые взаимно просты с те. Таким образом, число классов, вза имно простых с те (или, что то же, число членов любой приведён ной системы вычетов по модулю те), равно числу натуральных чисел, не превосходящих те и взаимно простых с те. Это число, зависящее, очевидно, только от те, и обозначаемое через 9 (те), есть одна из важнейших арифметических функций натурального числа те. Мы увидим дальше, как просто может быть найдено значение этой функции, если изрестно разложение числа те на простые множители.