求本原根的過程通常涉及以下步驟:
定義理解:本原根是指在模m的乘法環中,生成完整剩餘系(包括1到m-1)的最小正整數a。如果a是素數p的本原根,那麼amodp,a2modp,...,ap−1modp是不同的,並且構成模p的簡化剩餘系。
原根定理:每個素數p都有本原根,且剛好有ϕ(p−1)個模p的本原根。這裏的ϕ是歐拉函數,表示小於p且與p互質的正整數的個數。
階的計算:對於給定的m和a,需要計算a模m的階Ordm(a),即滿足(am)e≡1(modm)的最小正整數e。這個階總是能整除m-1。
驗證過程:如果正整數d滿足ad≡1(modm),則Ordm(a)整除d。因此,可以通過驗證a的較小次方模m是否爲1來判定a是否爲本原根。
例子:例如,求25的本原根,即求解一箇數a,當m=ϕ(25),amod25=1時,a就是模25的本原根。個數爲ϕ(ϕ(25))=ϕ(20)=8,即25的本原根個數爲8個。若a是其中的一箇原根,且ϕ(25)=20,需要驗證a的2,3,…,20次方模25的結果是否兩兩不同,最後是否等於1。
綜上所述,求本原根需要理解其定義,應用原根定理,計算階,並通過驗證過程來確定。