Реферат по предмету "Математика"


Элементарная теория сумм Гаусса

-1-
Элементарная теория сумм Гаусса.
[pic]
Рассмотрим следующую сумму – сумму Гаусса : где D – целое положительное и (a, D)=1.
Покажем, что значение суммы будет одним и тем же, если х пробегает любую полную систему вычетов по модулю D.
Действительно, пусть х пробегает полную систему вычетов по модулю D. Тогда х=qD+k , где k =0, 1, …, D-1 , q є Z [pic] [pic]
Будем иметь : [pic] [pic] что и требовалось.
Лемма 1. [pic]
Пусть (a, D)=1. Тогда: [pic] [pic]
Доказательство: [pic]
По свойству модуля комплексного числа :
-2-
Имеем: [pic]
Сделаем замену x = x + t . Когда х и х пробегают полную систему вычетов по модулю D , от х и t пробегают независимо полные системы вычетов по модулю D.
Действительно, пусть х и х пробегают полную систему вычетов по модулю D . Тогда х = qD + k k=0, 1, …, D- 1 , q є Z х = pD + i i=0, 1, …, D-1 , p є Z Следовательно, t = x – x = (q – p)D + (k – i) = l D + m , где m=0, 1, …, D-1 , l є Z [pic] а) Пусть D – нечетное, т.е. (2а, D)=1 [pic] если D делит t. [pic] [pic] Если же D не делит t, то последнюю сумму можно записать в виде : [pic] Получили :
-3-
Тогда [pic] Отсюда [pic] б) Пусть D делится на 4, т.е. возможно представление : D = 2D , где D – четное и ( a, D )=1 . [pic] [pic] Получим : [pic] [pic] Так как D четное, то [pic] Следовательно в) Пусть D = 2 (mod 4) , т.е. D = 4q + 2 , q є Z [pic] Тогда из предыдущего случая имеем : D = 2 (2q+1)= 2D , D - нечетное. Имеем : [pic] [pic]
Что и требовалось.
-4-
Лемма 2. Если D и D взаимно простые числа, то [pic]
S ( aD1 , D2 ) S ( aD2 , D1 ) = S ( a , D1 D2 ) [pic]
Доказательство: В этих суммах t1 пробегает полную систему вычетов по модулю D2 , а t2 пробегает полную систему вычетов по модулю D2. При этом D1t1 + D2t2 пробегает полную систему вычетов по модулю D1D2 . Действительно , всего членов в сумме D1D2 и никакие два несравнимы между собой. Действительно, предположим противное : пусть D1t1 + D2t2 = D1t1 + D2t2 ( mod D1D2 ) Отсюда D1 (t1 – t1) = D2 (t2 – t2 ) (mod D1D2) Тогда
D1 (t1 – t1) = D2 (t2 – t2 ) (mod D2) А так как D2 (t2 – t2 ) = 0 (mod D2) То по свойству сравнений имеем D1 (t1 – t1) = 0 (mod D2) Отсюда так как (D1, D2)=1 , то t1 – t1 = 0 (mod D2) Аналогично получим t2 – t2 = 0 (mod D1) Т.е. имеем t1 = t1 (mod D2) и t2 = t2 (mod D1) . Но это противоречит тому, что t1 пробегает полную систему вычетов по модулю D2 , а t2 пробегает полную систему вычетов по модулю D2, так как в полной системе вычетов любые два числа не сравнимы. Следовательно наше предположение было неверным и действительно D1t1 + D2t2 пробегает полную систему вычетов по модулю D1D2 . [pic] Поэтому
-5-
Лемма 3. [pic] Пусть p простое нечетное число и не делит a . Тогда [pic] [pic]
Доказательство: [pic] [pic] [pic] [pic] [pic]
что и требовалось доказать.
-6- Лемма 4. [pic] Если р простое нечетное число , то
Доказательство : Из леммы 3. получим [pic] Так как произведение сопряженных величин дает квадрат модуля, то [pic]
Лемма 5. Если р и q различные простые числа , то [pic]
Доказательство : Так как ( р, q )= 1 , мы можем воспользоваться леммой 2 : в нашем случае [pic]
-7-
[pic] [pic] Итак , мы показали, что [pic]
что и требовалось доказать.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.