Θεωρία αριθμών

128
ΙΣΤΟΡΙΕΣ ΑΠΟ ΤΗ « Θεωρία των αριθμών » Γ. Λαγουδάκος ΙΣΤΟΡΙΕΣ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΩΝ ΑΡΙΘΜΩΝ Επιμέλεια : Γ. Λαγουδάκος Μελίσσια 2011

Transcript of Θεωρία αριθμών

  • . 1

    : .

    2011

  • . 2

  • . 3

    A n i n t r o d u c t i o n t o

    n u m b e r t h e o r y E d w a r d B . B u r g e r .

    2 1 .

    :

    R i e a m a n n J o h n D e r b y s h i r e ,

    , ( 7 ) .

    F e r m a t S i m o n S i n g h ,

    , ( 1 3 ) .

    S i m o n S i n g h , (

    1 0 1 1 ) .

    M a r c u s D u S a u d o y ,

    ( )

    1 3

    F e r m a t 1 9 9 4 .

    , 2 0 1 1 , B u r g e r

    .

    .

    ( 2 0 1 1 )

  • . 4

  • . 5

    . ;

    .

    :

    .

    1 . ( p r i m e s )

    1

    .

    2 .

    2,3,5,7,11,13,17,...

    3 .

    ; .

    4 . 1 8 9 6

    ln.

    5 . R i e m a n n

    .

    R i e m a n n .

    .

    6 .

    .

  • . 6

    1 .

    .

    ;

    .

    2 . ,

    2 2 2x y z ,

    x 3 , y 4 z 5 .

    ;

    3 . 1 6 3 7 P . d e F e r m a t ( 1 6 0 1 - 1 6 6 5 )

    n n nx y z n 3

    .

    3 5 0

    ,

    1 9 9 4 .

    4 .

    .

    5 .

    ,

    .

    .

  • . 7

    . :

    1 .

    .

    ,

    .

    2 .

    .

    ,

    .

    m o d u l a r

    1 .

    ,

    .

    2 .

    ,

    .

    .

    .

  • . 8

    1 .

    .

    2 .

    .

    1 .

    ,

    .

    2 .

    1 8 4 4

    1 . ,

    ,

    .

    2 .

    : 22

    7

    ;

    ,

    .

    ! ! !

  • . 9

    .

    ,

    1,2,3,... .

    ( n a t u r a l )

    . . . 7

    6

    .

    {..., 3, 2, 1,0,1,2,3,...} ( I n t e g e r s )

    , .

    ( R a t i o n a l )

    { }

    , ( I r r a t i o n a l ) , (

    ) .

    2 , .

    ,

    ( R e a l ) .

    .

  • . 1 0

    .

    .

    .

    1 . 2,4,6,8,... ( e v e n )

    2 2 .

    2 . 1,3,5,7,.. ( o d d )

    2 1

    2 1 .

    3 .

    1,4,9,16,... ;

    4 . 1,4,2,1,4,2,1,...

    3,10,5,16,8,4,2,1,4,2,1,...

    11,34,17,52,26,13,40,20,10,5,16,8,4,2,1,4,2,1,...

    L o t h a r

    C o l l a t z t o 1 9 3 7 : ,

    2, 3 1 .

    5 . 2 . 2 3 4 5 62 4 , 2 8 , 2 16 , 2 32 , 2 64 9, . . . , 2 512.

    4 , 8 , 1 , 3 , 6 , 5

    7

    462 70.368.744.177.664 , 9

    532 9.007.199.254.740.992 .

    , ,

    2 1 6 7 7

    242 16.777.216 .

  • . 1 1

    .

    1 . C a r l F r i e d r i c h G a u s s 3 0 1 7 7 7

    . , ,

    .

    2 . G a u s s .

    .

    3 . 3

    .

    B u t t n e r

    ( 1)1 2 3 ...

    2.

    .

    4 . G a u s s

    .

    .

    5 . . :

    6 .

    . .

  • . 1 2

    .

    1 . 1,3 ,6 ,10,15,21,28,

    2 .

    ( t r i a n g u l a r )

    .

    3 .

    G a u s s 3 ,

    5 0 5 0

    1 0 0 . ; .

    1 - 2 - 3 -

    4 - . . . .

    4 . -

    ( 1)

    2

    5 .

    .

    , ,

    . . .

    6 . 6 .

    - ;

  • . 1 3

    7 . 1 7 9 6 1 9 G a u s s

    .

    P i e r r e d e F e r m a t 1 6 3 8

    .

    8 .

    1 0 0 .

    ,

    .

    ( c o m b i n a t o r i a l

    n u m b e r t h e o r y ) .

    .

    1 .

    .

    1

    1 .

    ( a r i t h m e t i c

    p r o g r e s s i o n ) .

    2 . . 2

    2 . 2 , 4 , 6 , 8 , ,

    .

    3 . 1

    1 0 . 1 0 0 0

    . ; ,

    -

    1

    1 ( 1)

  • . 1 4

    4 .

    ( ; ; )

    . :

    1

    2 1

    2 ( 1)

    2

    1 - .

    .

    1 . 1 . 0 0 0 . 0 0 0 .

    2 .

    1 . 0 0 0 . 0 0 0 .

    3 .

    . . 3 6 .

    , 3 6 - 9 = 2 7 .

    .

    ; .

    ; .

    ;

  • . 1 5

    .

    1 .

    ,

    .

    ;

    2 . 1

    2 .

    : 1 , 2 , 4 , 8 , 1 6 , .

    3 . 1 0 ; 1 0 0 0

    ; - ;

    4 . . 3

    2 . 6 ;

    1 0 0 ;

    5 .

    ( g e o m e t r i c p r o g r e s s i o n ) .

    1

    ( r a t i o ) .

    6 . -

    1

    1

    1 .

    7 . 1 0

    , ,

    .

    ;

    ;

  • . 1 6

    .

    1 . 1

    r . 2 3 1, r, r , r , ...,r ,... .

    ( e x p o n e n t i a l g r o w t h ) .

    2 . r 1 ( )

    ( g r o w s e x p o n e n t i a l l y ) , 0 r 1 ( ) ( d e c a y s e x p o n e n t i a l l y ) .

    3 . 1 0

    1

    2

    .

    4 . 3 0 0 . .

    .

    :

    2

    s 1 r r ... r ( 1 )

    r : 2 3 1

    r S r r r ... r ( 2 )

    ( 2 ) - ( 1 ) :

    1

    (r 1) S r 1

    r 1 : 1

    r 1S

    r 1 .

    5 . 1 0

    2 : 11

    11

    10

    2 1S 2 1 2047

    2 1 .

  • . 1 7

    6 .

    .

    ,

    .

    ! ! !

    8 8 ,

    .

    1 , 2 2 , 3

    22 , 4 32

    6 4 .

    ,

    .

    , ,

    .

    ;

    0,033gr

    ,

    .

    ( ,

    671.023.802.629 ! ! ! )

  • . 1 8

    .

    1 . 1

    2.

    :

    5S , 10S , 20S , 30S . ;

    2 .

    1 1 1 1 1 1

    , , , , ,2 4 8 16 64 128

    . . .

    .

    ,

    ,

    ;

    3 .

    r 0 r 1

    .

    10

    10

    1 1( ) 0,0009765625...2 2

    ,

    20

    20

    1 1( ) 0,00000095367431640625...2 2

    .

    r

    0 r 1 0 .

    4 .

    12 3

    r 1S 1 r r r ... r

    r 1 0 r 1

    1r 0

    1

    S1 r .

  • . 1 9

    5 .

    2 3

    1 1 11 ...

    2 2 2 .

    6 . , 0,999... .

    ,

    ,

    ;

    ! ! !

    ! ! ! .

    0,9 9

    10,

    0,99 9 9

    10 100,

    0,999 9 9 9

    10 100 1000,

    :

    9 9 9 1 1 10,999... ... 9( ...) 9 S

    10 100 1000 10 100 1000

    S

    1

    10

    .

    .

    0,999... ; ; ;

    0,999... 1 !!!

  • . 2 0

    . 1202

    1 .

    .

    .

    ;

    2 .

    .

    3 . :

    1, 1,2 ,3 ,5 ,8, 13 ,21,34,55,89, 144, 233, 377, 610 ,987,

    1597, 2584,4181, 6765, 1094 6 . . .

    144 ! ! !

    4 .

    F i b o n a c c i

    L e o n a r d o P i s a n o F i b o n a c c i ( 1 1 7 0

    . . ) . F i b o n a c c i 1 2 0 2

    l i b e r a b a c i ,

    .

    , , ,

    .

  • . 2 1

    5 .

    .

    :

    2 1 1 2F F F F 1 F 1 .

    6 . 1 9 E d o u a r d L u c a s

    L 2,1 ,3 ,4,7,11,18,29,47,76,123,199,

    L u c a s ( L u c a s s e q u e n c e ) .

    ;

    7 .

    :

    1 . 1 3 3F F L , 2 4 4F F L 2 2F F L

    2 . 1 2 2(F F ... F ) 1 F

    L u c a s ;

    .

    1 .

    :

    [ V I ] [ 5 ] .

    [ 3 ] . ,

    , .

    ,

    .

  • . 2 2

    2 .

    = 1

    1 - ,

    2 1 1 5 1 0 1 2

    0,61803398875

    1 1 5

    2 1,61803398875 .

    .

    3 . ,

    (

    , ) .

    4. 150 : 1,61803 39887 49894 84820 45868 34365 63811 77203 09179 80576 28621 35448 62270 52604 62818 90244 97072 07204 18939 11374 84754 08807 53868 91752 12663 38622 23536 93179 31800 60766...

    http://goldennumber.net/phi20000.htm

    5 .

    , , .

    L u c a P a c i o l i ( 1 4 4 5 - 1 5 2 4 ) .

    J o h a n n e s K e p l e r ( 1 5 7 1 - 1 6 3 0 ) .

    L . L o r e n z ( 1 8 2 9 - 1 8 9 1 ) .

    L e o n a r d o D a V i n c i

    ( 1 4 5 2 - 1 5 1 9 ) .

    http://goldennumber.net/phi20000.htm

  • . 2 3

    .

    1 . F i b o n a c c i

    .

    2 .

    F i b o n a c c i , :

    1 2 3 5 8 131 , 2 , 1.5 , 1.66 , 1.6 , 1.625

    1 1 2 3 5 8

    21 34 55 891.615 , 1.619 , 1.617 , 1.618 ,...

    13 21 34 55

    ! ! !

    3 .

    .

    :

    11

    1

    2 (1 1) 11

    1 1 1

    3 (2 1) 1 11 1

    12 2 21

    1

    5 (3 2) 2 11 1

    13 3 31

    11

    1

    8 (5 3) 3 11 1

    15 5 51

    11

    11

    1

  • . 2 4

    4 .

    . .

    , :

    1

    11

    11

    11

    11

    11

    11 ...

    .

    1

    1

    .

    5 . : 1 5

    2

    ,

    1 5

    2

    .

  • . 2 5

    . ;

    1 . :

    2 , 4 , 8 , 16 , 32 ,

    200 , 195 , 185 , 170 , 150 ,

    9 , 6 , 18 , 15 , 45 , 42 , 126 ,

    50 , 49 , 47 , 44 , 40 , 35 , 29 , 22 , 14 ,

    2 . 2 0

    ;

    3 . .

    4 5 .

    .

    ;

    4 .

    .

  • . 2 6

    .

    Fibonacci

    1 .

    .

    ;

    F i b o n a c c i ;

    2 . J a c q u e s B i n e t 1 8 4 3

    .

    3 . :

    : 21x 1 x x 1

    x

    ( 4 )

    2 1

    2 1 .

    4 . :

    3 2 2 ( 1) 1 2 1 4 3 2 (2 1) 2 2( 1) 3 25 4 2 (3 2) 3 2 3( 1) 2 5 3

    ;

  • . 2 7

    5 . :

    2

    3

    4

    5

    6

    1

    2 1

    3 2

    5 3

    8 5

    ...

    6 .

    F i b o n a c c i ; ;

    7 .

    F i b o n a c c i :

    1 F F .

    8 . ( ; ; ) .

    1 F F

    9 . :

    F ( )

    1 5 1 5 1 5 1 5( ) ( ) ( ) ( )

    2 2 2 2F 1 5 1 5 5

    2 2 .

    1 0 . F i b o n a c c i

    .

    1 1 .

    1 1

    L 1 L u c a s ;

  • . 2 8

    .

    1 .

    1 8 8 3

    C l a u s ,

    . L u c a s ! !

    2 .

    ,

    .

    3 . ,

    .

    4 .

    .

    5 .

    , ,

    , .

    6 .

    ! ! !

    7 . :

    h t t p : / / u s e r s . s c h . g r / t h a f o u n a r / g a m e s / t o w e r s O f H a n o i / t o w e r s O f H a n o i .

    h t m l

    http://users.sch.gr/thafounar/games/towersOfHanoi/towersOfHanoi.htmlhttp://users.sch.gr/thafounar/games/towersOfHanoi/towersOfHanoi.html

  • . 2 9

    . ! !

    1 .

    .

    2 . 1

    ;

    1 .

    2

    ;

    3 .

    3

    ;

    7

    .

    4

    ;

    , 1 5 .

    3 .

    1 , 3 , 7 , 15 ,

    4 .

    ,

    : 1h 2 h 1 .

    5 .

    .

    6 .

    6 4

    3 .

    642 1

    . ,

    ,

    .

    .

    583.344.214.028 1 5 0 0

  • . 3 0

    .

    1. 300..

    ,

    .

    2. ,

    . (),

    ( ) ,

    ( )

    ,

    .

    , , .

    3.

    .

    4 .

    ( f u n d a m e n t a l t h e o r e m o f a r i t h m e t i c )

    1

    .

    5 .

    1

    .

    6 . 2 , 3 , 5 , 7 , 1 1 , 1 3 , 1 7 , 1 9 , 2 3 ,

    7 . 12 ( c o m p o s i t e )

    2 2 3 . ( f a c t o r i n g ) .

  • . 3 1

    8 . 1

    . . 6

    6 2 3

    6 1 2 3 .

    9 .

    .

    1 0 .

    .

    .

    1 .

    ;

    2 . 2 0 0 . . ( 2 7 6 - 1 9 5 . . )

    .

    3 . ( s i e v e ) .

    4 .

    1 0 0 :

    1 1 0 0

    ( ) .

    2 .

    3 .

    5 7 .

    1 0 0 .

  • . 3 2

    5 . 4

    1 0 0 .

    3 0 0 ;

    ;

    6 .

    .

    7 . .

    2 , 3 , 5 , 7 1 0

    .

    .

    1 0 .

    1 0 .

    1 0 0

    .

    8 .

    3 0 0 .

  • . 3 3

    9 . ,

    .

    1 0 . 3 9 7 ; .

    397 19.24 , 2 , 3 , 5 , 7 , 1 1 , 1 3 , 1 7 , 1 9 . ; ; ;

    .

    1 . ;

    1 . 9

    .

    .

    .

    2 . *

    1 2 3 , , ,..., .

    * .

    * 1 2 3 ... 1.

    * 1 , . * q . * q

    1 2 3 , , ,..., ;

    * 1 2 3 , , ,..., 1 .

    * q . * .

    3 .

    .

  • . 3 4

    2 . ;

    1 . 2

    3 ( ; ; ; ) .

    2 .

    2 , 3 , 4

    ;

    3 .

    ;

    4 . .

    .

    5 . .

    *

    .

    * k 2 3 ... ( 1) .

    * k 2 2 3 ... ( 1) 2

    2 .

    * k 3 2 3 ... ( 1) 3

    3 .

    *

    k 4 2 3 ... ( 1) 4 ,

    k 5 2 3 ... ( 1) 5

    . . .

    k ( 1) 2 3 ... ( 1) ( 1) .

    *

    .

    6 . ,

    6 .

    2 3 4 5 6 7 5040 .

    5042 , 5043 , 5044 , 5045 , 5046 , 5047 .

  • . 3 5

    Euler

    A.

    1 . 1 7 3 7 L e o n h a r d E u l e r ,

    :

    1 1 1 1 1 1 1 1

    ... 1 ...1 1 1 1 2 3 4 5

    1 1 1 12 3 5 7

    2 .

    ,

    .

    3 .

    ( h a r m o n i c s e r i e s ) .

    , .

    .

    ( ) ( d i v e r g e s ) .

    4 . ; .

    1 1 1 1 1 1 11 ...

    2 3 4 5 6 7 8

    1 1 1 1 1 1 11 ( ) ( ) ( ) ...

    2 3 4 5 6 7 8

    1 1 1 1 1 1 11 ( ) ( ) ( ) ...

    2 4 4 8 8 8 8

    1 1 11 ...

    2 2 2

    1 1 1 ...

  • . 3 6

    5 . E u l e r

    :

    s s s s s

    s s s s

    1 1 1 1 1 1 1 1 11 ... ...

    1 1 1 12 3 4 5 61 1 1 1

    2 3 5 7 s 1 .

    6 . : s s s s

    1 1 1 1(s) 1 ...

    2 3 4 5 ,

    ( z e t a f u n c t i o n )

    :

    s 1(s) (1 p ) ,

    ,

    E u l e r ! ! !

    7 .

    .

    E u l e r .

    : s s s s

    1 1 1 1(s) 1 ... (1)

    2 3 4 5

    s

    1

    2 :

    s s s s s s

    1 1 1 1 1 1(s) ... (2)

    2 2 4 6 8 10

    ( 2 ) ( 1 ) :

    s s s s s s s

    1 1 1 1 1 1 1(1 ) (s) 1 ... (3)

    2 3 5 7 9 11 13

    ( 3 ) s

    1

    3 :

    s s s s s s s s s

    1 1 1 1 1 1 1 1 1(1 ) (s) ... (4)

    3 2 3 9 15 21 27 33 39

  • . 3 7

    ( 4 ) ( 1 ) :

    s s s s s s s s s

    1 1 1 1 1 1 1 1 1(1 ) (1 ) (s) 1 ... (5)

    3 2 5 7 11 13 17 19 23

    2

    3 .

    :

    s s s s s s s s s

    1 1 1 1 1 1 1 1 1(1 ) (1 ) (1 ) (s) 1 ...

    5 3 2 7 11 13 17 19 23

    :

    s s s s s

    1 1 1 1 1... (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (1 ) (s) 1

    11 7 5 3 2

    :

    s s s s

    1 1 1 1(s) ...

    1 1 1 11 1 1 1

    2 3 5 7

    * 1 . ( )

    .

    1 1 1 1

    ...1 1 1 1

    1 1 1 12 3 5 7

    .

    1 1 1 1 1 1 1 1... 1 ...

    1 1 1 1 2 3 4 51 1 1 1

    2 3 5 7 .

  • . 3 8

    2 0 ;

    .

    2 , 3 , 5 , 7 , 1 1 , 1 3 , 1 7 , 1 9 .

    ;

    ;

    ;

    ,

    ;

    (n)

    n . (20) 8 .

    , , n

    (n) .

    (n) ;

    .

    1 . 1 8 o A d r i e n - M a r i e -

    L e g e n d r e G a u s s n

    (n)

    n

    ln(n).

    2 . 1 8 5 0 P a f n u t y C h e b y s h e v :

    (n)

    n

    ln(n)

    n

    1 .

  • . 3 9

    3 . 1 8 5 9 B e r n h a r d R i e m a n n

    ( o n t h e N u m b e r o f P r i m e

    L e s s T h a n a G i v e n M a g n i t u d e )

    .

    R i e m a n n z e t a f u n c t i o n .

    s x iy (s) 0

    0 x 1 ( R i e m a n n H y p o t h e s i s )

    (s) 0

    1 / 2 .

    R i e m a n n

    (n) n

    ln(n).

    R i e m a n n .

    1 9 0 0 D a v i d H i l b e r t 2 3

    ,

    R i e m a n n .

    2 0 0 0 C a m b r i d g e C l a y

    1 . 0 0 0 . 0 0 0 . $ .

    .

    2 0 0 1

    Z e t a G r i d 1 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0 . 0 0 0

    (s) 0

    1 / 2 ,

    R i e m a n n .

    4 . T o 1 8 9 6 o J a s q u e s S a l o m o n H a d a m a r d

    C h a r l e s d e l a V a l l e e P o u s s i n ,

    :

    (n)

    n

    ln(n)

    1 .

    ... ! ! !

  • . 4 0

    5 .

    (n)

    n

    ln(n).

    .

    n

    0

    Li(n) (1/ logt)dt

    ( l o g a r i t h m i c i n t e r g r a l ) .

    6 . 1 9 1 4 J o h n L i t t l e w o o d

    Li(n)

    (n) .

    .

    7 . . . . 1 8 9 6

    ,

    . G . H . H a r d y 1 9 2 1

    .

    8 . 1 9 3 3 S a m u e l S k e w e s

    R i e m a n n ,

    Li(n) (n) n

    34101010 .

    S k e w e s n u m b e r

    .

    Li(n)

    (n) ( ) n

    ln(n) * 2 . ( )

  • . 4 1

    9 . 1 9 4 8 P a u l E r d o s

    A t l e S e l b e r g

    ( e l e m e n t a r y )

    .

    .

    . S e l b e r g ,

    , 1 9 5 0 F i e l d s ( N o b e l

    ) . E r d o s , 1 5 0 0

    5 0 0 , 1 9 5 2

    C o l e P r i z e (

    ) .

    .

    ,

    ,

    1 . G a u s s

    . 1 8 3 7

    J o h a n n D i r i c h l e t .

    2 . ,

    2 , 3 , 5 , 7 , 1 1 , 1 3 , 1 7 , 1 9 , 3 , 5 , 7

    .

    ;

    2 0 0 4 B e n G r e e n T e r e n c e T a o

    , .

    n, n 3, n 6 ;

  • . 4 2

    3 . ( t w i n p r i m e s ) ;

    .

    (3,5), (5,7), (11,13) . ;

    .

    n 2 n 2n .

    n n n

    n (1 ) n .

    4 . 1 7 4 2 C h r i s t i a n

    G o l d b a c h ( 1 6 9 0 - 1 7 6 4 )

    2

    .

    8 = 3 + 5 ,

    1 6 = 5 + 1 1 .

    ,

    . .

    4 2 = 5 + 3 7 = 1 1 + 3 1 = 1 3 + 2 9 = 1 9 + 2 3 .

    5 . P . F e r m a t ( 1 6 0 1 - 1 6 6 5 ) n2

    nF 2 1

    .

    1 2 3 4F 5, F 17, F 257, F 65537

    32

    5F 2 1 4294967297 ,

    641. .

    * 3 . ( )

  • . 4 3

    6 . M . M e r s e n n e ( 1 5 8 8 - 1 6 4 8 )

    p ppM 2 1

    ;

    p 2, 3, 5, 7, 13, 17, 19, 31, 61, 89, 107, 127, 521, 607, 1279, 2203,

    2281, 3217, 4253, 4423, 9689, 9941, 11213, 19937, 21701,

    23209, 44497, 86243, 132049

    ,

    11

    11M 2 1 2047 23 89 .

    pM

    . .

    1 9 8 3

    132049M , 39751

    , .

    .

  • . 4 4

    .

    1 . ( d i v i s i o n )

    .

    4 7 3 .

    ( q u o t i e n t ) 1 5 ( r e m a i n d e r ) 2 :

    47 3 15 2 .

    .

    51: 4 0 , 1 , 2 , 3 .

    :

    ,

    .

    2 .

    .

    0 ,

    :

    0 .

    .

    1 . 1 2 6 1 1 2

    .

    , , .

    ;

  • . 4 5

    2 .

    ( ) 1 2 6 1 1 2 .

    ( g r e a t e s t c o m m o n d i v i s o r )

    .

    :

    126 2 3 3 7 112 2 2 2 2 7 ,

    2 7 14 ( ( 1 2 6 , 1 1 2 ) = 1 4 ) , 1 4 .

    3 .

    ( E u c l i d e a n a l g o r i t h m ) .

    : ,

    ,

    , , ( , ) = ( , ) .

    . .

    .

    4 . ,

    ( 1 2 6 , 1 1 2 ) .

    , :

    126 112 1 14

    112 14 8 0

    1 4 ( 1 2 6 , 1 1 2 ) = 1 4 .

    ( 2 4 5 , 2 1 7 ) ! ! .

    , ( , ) = 1

    ( r e l a t i v e l y

    p r i m e n u m b e r s ) .

    ,

    1 .

    5 . 8 4 5 5 :

    84 55 29

    55 29 26

    29 26 3

    26 3 2

    1

    1

    1

    8

    1 13 2

  • . 4 6

    :

    3 2

    3 26 3 3 26

    29 26 26 29

    1

    ( 8) 1 9

    ( 1) 9 9 10

    9 ( 1) 10 19 10

    ( 1)

    26

    29 55 29 29 55

    84 55 55 84 5519 10 19 29

    1

    84 5 19 2951

    6 . , ,

    x y 1 x,y .

    .

    1 .

    9 + 8 ;

    5 ! ! ! ,

    ! ! !

    .

    1 2 .

    9 + 8 = 3

    ; ; ;

  • . 4 7

    2 .

    0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 , 1 1 , 1 2 , 1 3 , 1 4 ,

    4 .

    0 , 1 , 2 , 3 , 0 , 1 , 2 , 3 , 0 , 1 , 2 , 3 , 0 , 1 , 2 , .

    0 , 1 , 2 , 3 .

    ,

    3 0 .

    4 .

    1 4 2 2 ,

    4 2 ,

    2 .

    3 . 1 4 2 2 4

    22 14(mod4)

    14 22(mod4) .

    4 .

    , , .

    2 2 1 7

    4 2 1 :

    22 17 39 2 1 3 ,

    22 17 5 2 1 1,

    22 17 374 2 1 2 .

  • . 4 8

    5 . ( m o d u l a r a r i t h m e t i c )

    :

    (mod) 0(mod)

    ( ) - .

    (mod) (mod) :

    (mod)

    (mod )

    (mod)

    (mod) :

    (mod)

    (mod)

    (mod)

    (mod) m

    m m (mod)

    m m (mod)

    6 . m o d u l a r

    G a u s s 1 8 0 1 .

    3 . .

    .

    7 . m o d u l a r .

    ,

    1 0 0 . 0 0 0 .

    9 ,

    .

    A B C - D E F - G H I

    . .

    7A 3B 9C 7D 3E 9F 7G 3H 9I

    0(mod10)

    .

    I S B N

    U P C s .

  • . 4 9

    .

    1 .

    ( C r y p t o g r a p h y ) .

    ( D e c r y p t i o n ) .

    2 .

    .

    .

    .

    .

    .

    3 .

    , ,

    3 , .

    ( C a e s a r c i p f e r ) .

    4 .

    . , ,

    ,

    .

    A

    .

    5 .

    ( M o n o a l p h a b e t i c s u b s t r i t u t i o n

    c i p h e r s ) .

  • . 5 0

    6 .

    (

    ) .

    7 . ( F r e q u e n c y

    a n a l y s i s )

    .

    ,

    .

    8 .

    .

    , .

    9 . 1 5 2 3

    ! ! !

    2 4

    .

    2 4

    .

    .

    , ,

    .

  • . 5 1

    1 0 .

    .

    .

    .

    .

    .

    ;

    ,

    , - , . . .

    1 1 .

    ( E n i g m a ) ,

    .

    .

    2210 .

    ,

    . A l a n T u r i n g ( 1 9 1 2 - 1 9 5 4 )

    .

    1 2 .

    .

    .

    .

    .

  • . 5 2

    .

    1 .

    .

    2 .

    .

    .

    .

    ;

    .

    ;

    .

    ;

    * ,

    .

    *

    .

    *

    .

    *

    . * 4 . ( )

    3 .

    ,

    .

    ,

    .

    4 .

    .

    ! ! !

    .

  • . 5 3

    5 . W . D i f f i e M . H e l l m a n

    R . M e r c l e

    ,

    .

    m o d u l a r

    6 . xy 3 (mod7) .

    x

    x3 : 7 .

    :

    7 .

    . .

    8 .

    .

    0

    1 ,

    b i t s .

    xy 3 (mod7) .

    ! ! !

    .

    . . = 3 = 1 ,

    .

  • . 5 4

    3 3 (mod7)

    6

    A 3b (mod7) 3 (mod7) 6

    1b 3 (mod7)

    3

    B 1 (mod7) 6 (mod7) 6

    * 5 . ( )

    9. ! ! !

    1 0 .

    xy 3 (mod7)

    6 3 ,

    .

    .

    1 1 .

    .

    .

  • . 5 5

    .

    1 .

    ,

    .

    2 . W h i t f i e l d D i f f i e

    .

    .

    ,

    ( p r i v a t e )

    ( p u b l i c ) .

    , ,

    .

    3 . ,

    ,

    . * 6 . ( )

    4 .

    .

    .

  • . . 5 6

    R.S.A.

    A . modulo

    1 . 1 6 4 0 P . F e r m a t ,

    ,

    F e r m a t . 1 7 3 6 E u l e r .

    2 . :

    p

    p,

    , p 1 :p 1.

    p 1 1(modp)

    7919

    7919 , 5862 :

    79185862 1(mod7919) .

    3 . E u l e r

    :

    n ( ) .

    n 1,2,3,...,n 1. r n , n

    r 1(modn) . F e r m a t

    E u l e r n

    ( n 1 ) n .

    4 . . 2 1 ,

    2 1 :

    1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 , 1 1 , 1 2 , 1 3 , 1 4 , 1 5 , 1 6 , 1 7 , 1 8 , 1 9 , 2 0 .

    : 1 , 2 , 4 , 5 , 8 , 1 0 , 1 1 , 1 3 , 1 6 , 1 7 , 1 9 , 2 0 , 1 2

    2 1 .

    12 1(mod21) ,

    12 12 123 1mod(21) , (10 ) 1(mod21) . . .

  • . . 5 7

    . R .R i vest , A.Shamir , L .Adleman

    1 . T o 1 9 7 7 M . I . T . R o n R i v e s t , A d i S h a m i r

    L e o n a r d A d l e m a n

    .

    .

    ( p r i v a t e )

    ( p u b l i c ) .

    R , S , A

    .

    2 . :

    * , .

    3 7 .

    * 21 .

    *

    , (3 1) (7 1) 2 6 12 .

    *

    1 2 , . . 29 .

    * : (12,29) 1 x,y

    29 x 12 y 1. ( 4 6 ) .

    29 12 25 1 1.

    * 29 21 ( )

    * 5 ( ) .

    * .

    3 .

    :

    .

    .

  • . . 5 8

    1 0 ,

    .

    .

    , A S C I I

    .

    1 0 .

    2910 : 21

    19 . 2919 10 (mod21) .

    .

    19 ,

    519 : 21 10 .

    510 19 (mod21) .

    10 , 1 0

    .

    . ;

    1 . R o n R i v e s t

    ,

    .

    2 . p q

    p , q . 4 0 8 . 5 0 8 . 0 9 1

    1 8 . 3 1 3 2 2 . 3 0 7 ,

    8

    .

    6510

    , 13010

    . 5 0

    .

    (

    1 9 9 5 ) 1 5

    . * 7 . ( )

  • . . 5 9

    3 .

    ,

    30810 .

    .

    4 . 1 9 7 7 R S A , M a r t i n

    G a r d n e r S c i e n t i f i c A m e r i c a n :

    = 1 1 4 . 3 8 1 . 6 2 5 . 7 5 7 . 8 8 8 . 8 6 7 . 6 6 9 . 2 3 5 . 7 7 9 . 9 7 6 . 1 4 6 . 6 1 2 . 0 1 0 . 2 1 8 . 2 9 6 .

    7 2 1 . 2 4 2 . 3 6 2 . 5 6 2 . 5 6 1 . 8 4 2 . 9 3 5 . 7 0 6 . 9 3 5 . 2 4 5 . 7 3 3 . 8 9 7 . 8 3 0 . 5 9 7 . 1 2 3 . 5 6 3 .

    9 5 8 . 7 0 5 . 0 5 8 . 9 8 9 . 0 7 5 . 1 4 7 . 5 9 9 . 2 9 0 . 0 2 6 . 8 7 9 . 5 4 3 . 5 4 1

    1 0 0

    .

    1 7

    .

    * 8 . ( )

    R S A ! !

  • . . 6 0

    .

    1 .

    1 6 0 6

    ( 9

    . . ) .

    . 3 . 7 0 0

    - , .

    1 6 . 1 4

    4 6 .

    2 . ,

    3 . . .

    :

    ,

    ,

    ,

    , , ,

    ,

    .

    3 .

    , ,

    ,

    .

    4 . 1 3

    , . 6

    .

    . 1 5 7 0

    R a f a e l B o m b e l l i

    .

  • . . 6 1

    .

    1 .

    .

    , . :

    * 2x 1 7 x 3 ,

    * 2x 1 6 ,

    * 2x 4 x 2 ,

    * px qy 1 p,q

    .

    . . 3x 2y 1

    x 2n 1 y 3n 1 n

    * x y ,

    , .

    o o(x ,y )

    o o

    x x t, y y t

    t .

    2 . m o d u l a r

    .

    34x 2y 1 ; .

    .

    :

    m

    m .

    3 . 2 2 2x y z ;

    ,

    x 3, y 4, z 5 . .

    .

    ;

  • . . 6 2

    . 10 Hi lbert

    1 . 1 9 0 0 ,

    . D a v i d H i l b e r t

    ( 1 8 6 2 - 1 9 4 3 ) 2 3

    , ,

    .

    .

    2 . 1 0 .

    ,

    .

    3 .

    ;

    1 9 7 0 , Y u r i M a t y a s e v i c h , 2 2

    , .

    4 .

    .

  • . . 6 3

    Fermat

    .

    1 . P i e r d e F e r m a t 2 0 1 6 0 1

    B e a u m o n t - d e L o m a g n e .

    1 6 3 1

    .

    ,

    . E . T . B e l l

    , F e r m a t

    .

    .

    .

    2 . F e r m a t

    2 6

    . 2 5

    2 7 .

    . F e r m a t

    , ! ! !

    3 .

    :

    4 1

    4 1.

    .

    .

    1 7 4 9 E u l e r .

  • . . 6 4

    4 .

    2 8 ,

    :

    .

    :

    ,

    .

    5 . ,

    F e r m a t

    .

    . 4

    1 . n n 3

    x,y,z n n nx y z .

    ,

    3 5 0 ! ! !

    2 .

    n 4

    n {3,5,7,11,13,...} ,

    . ;

  • . . 6 5

    3 .

    n . n .

    4 . 6 6 6x y z

    x,y,z :

    o o o(x ,y ,z ) ,

    6 6 6 2 3 2 3 2 3

    o o o o o o(x ) (y ) (z ) (x ) (y ) (z )

    3 3 3x y z

    2 2 2

    o o o(x ,y ,z ) .

    8 8 8x y z

    .

    5 .

    .

    ! ! !

    n ! !

    . 4 4 4x y z

    1 . ,

    , F e r m a t 4 4 4x y z

    .

    2 .

    .

    3 . 1 1 1(x ,y ,z ) .

    2 2 2(x ,y ,z ) ,

    3 3 3(x ,y ,z ) .

    . (x,y,z) ,

    .

    1 1 1(x ,y ,z )

    .

  • . . 6 6

    .

    1 . 1 7 5 3 L e o n h a r d E u l e r

    F e r m a t n 3

    2 . .

    S o p h i e G e r m a i n s 1 1 7 7 6 .

    1 3

    , E u l e r

    N e w t o n . E c o l e P o l y t e c h n i q u e

    A n t o i n e - A u g u s t L e B l a n c .

    J o s e p h - L o u i s L a g r a n g e

    . S o p h i e

    G e r m a i n

    .

    3 . G a u s s

    .

    p 2p 1 .

    . 3 7 , 5 1 1 , . . .

    ( G e r m a i n n u m b e r s ) .

    4 .

    F e r m a t .

    : n n nx y z

    ( n G e r m a i n ) x,y,z

    n .

    5 . 1 8 2 5 G u s t a v L e j e u n e - D i r i c h l e t A d r i e n -

    M a r i e L e g e n d