المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
الفرعون رعمسيس الثامن
2024-11-28
رعمسيس السابع
2024-11-28
: نسيآمون الكاهن الأكبر «لآمون» في «الكرنك»
2024-11-28
الكاهن الأكبر (لآمون) في عهد رعمسيس السادس (الكاهن مري باستت)
2024-11-28
مقبرة (رعمسيس السادس)
2024-11-28
حصاد البطاطس
2024-11-28


Primitive Root  
  
2532   06:03 مساءً   date: 13-1-2020
Author : Burgess, D. A.
Book or Source : "On Character Sums and L-Series." Proc. London Math. Soc. 12
Page and Part : ...


Read More
Date: 17-3-2020 893
Date: 23-12-2019 704
Date: 16-8-2020 607

Primitive Root

 

A primitive root of a prime p is an integer g such that g (mod p) has multiplicative order p-1 (Ribenboim 1996, p. 22). More generally, if GCD(g,n)=1 (g and n are relatively prime) and g is of multiplicative order phi(n) modulo n where phi(n) is the totient function, then g is a primitive root of n (Burton 1989, p. 187). The first definition is a special case of the second since phi(p)=p-1 for p a prime.

A primitive root of a number n (but not necessarily the smallest primitive root for composite n) can be computed in the Wolfram Language using PrimitiveRoot[n].

If n has a primitive root, then it has exactly phi(phi(n)) of them (Burton 1989, p. 188), which means that if p is a prime number, then there are exactly phi(p-1) incongruent primitive roots of p (Burton 1989). For n=1, 2, ..., the first few values of phi(phi(n)) are 1, 1, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 2, 2, 4, 2, 4, 2, 4, 4, 8, ... (OEIS A010554). n has a primitive root if it is of the form 2, 4, p^a, or 2p^a, where p is an odd prime and a>=1 (Burton 1989, p. 204). The first few n for which primitive roots exist are 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 13, 14, 17, 18, 19, 22, ... (OEIS A033948), so the number of primitive root of order n for n=1, 2, ... are 0, 1, 1, 1, 2, 1, 2, 0, 2, 2, 4, 0, 4, ... (OEIS A046144).

The smallest primitive roots for the first few primes p are 1, 2, 2, 3, 2, 2, 3, 2, 5, 2, 3, 2, 6, 3, 5, 2, 2, 2, ... (OEIS A001918). Here is table of the primitive roots for the first few n for which a primitive root exists (OEIS A046147).

n g(n)
2 1
3 2
4 3
5 2, 3
6 5
7 3, 5
9 2, 5
10 3, 7
11 2, 6, 7, 8
13 2, 6, 7, 11

The largest primitive roots for n=1, 2, ..., are 0, 1, 2, 3, 3, 5, 5, 0, 5, 7, 8, 0, 11, ... (OEIS A046146). The smallest primitive roots for the first few integers n are given in the following table (OEIS A046145), which omits n when g(n) does not exist.

2 1 38 3 94 5 158 3
3 2 41 6 97 5 162 5
4 3 43 3 98 3 163 2
5 2 46 5 101 2 166 5
6 5 47 5 103 5 167 5
7 3 49 3 106 3 169 2
9 2 50 3 107 2 173 2
10 3 53 2 109 6 178 3
11 2 54 5 113 3 179 2
13 2 58 3 118 11 181 2
14 3 59 2 121 2 191 19
17 3 61 2 122 7 193 5
18 5 62 3 125 2 194 5
19 2 67 2 127 3 197 2
22 7 71 7 131 2 199 3
23 5 73 5 134 7 202 3
25 2 74 5 137 3 206 5
26 7 79 3 139 2 211 2
27 2 81 2 142 7 214 5
29 2 82 7 146 5 218 11
31 3 83 2 149 2 223 3
34 3 86 3 151 6 226 3
37 2 89 3 157 5 227 2

Let p be any odd prime k>=1, and let

 s=sum_(j=1)^(p-1)j^k.

(1)

Then

 s={-1 (mod p)   for p-1|k;  0 (mod p)   for p-1k

(2)

(Ribenboim 1996, pp. 22-23). For numbers m with primitive roots, all y satisfying (m,y)=1 are representable as

 y=g^t (mod m),

(3)

where t=0, 1, ..., phi(m)-1t is known as the index, and y is an integer. Kearnes (1984) showed that for any positive integer m, there exist infinitely many primes p such that

 m<g_p<p-m.

(4)

Call the least primitive root g_p. Burgess (1962) proved that

 g_p<=Cp^(1/4+epsilon)

(5)

for C and epsilon positive constants and p sufficiently large (Ribenboim 1996, p. 24).

Matthews (1976) obtained a formula for the "two-dimensional" Artin's constants for the set of primes for which m and n are both primitive roots.


REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). "Primitive Roots." §24.3.4 in Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, p. 827, 1972.

Burgess, D. A. "On Character Sums and L-Series." Proc. London Math. Soc. 12, 193-206, 1962.

Burton, D. M. "The Order of an Integer Modulo n," "Primitive Roots for Primes," and "Composite Numbers Having Primitive Roots." §8.1-8.3 in Elementary Number Theory, 4th ed. Dubuque, IA: William C. Brown Publishers, pp. 184-205, 1989.

Guy, R. K. "Primitive Roots." §F9 in Unsolved Problems in Number Theory, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, pp. 248-249, 1994.

Jones, G. A. and Jones, J. M. "Primitive Roots." §6.2 in Elementary Number Theory. Berlin: Springer-Verlag, pp. 99-103, 1998.

Kearnes, K. "Solution of Problem 6420." Amer. Math. Monthly 91, 521, 1984.

Lehmer, D. H. "A Note on Primitive Roots." Scripta Math. 26, 117-119, 1961.

Matthews, K. R. "A Generalization of Artin's Conjecture for Primitive Roots." Acta Arith. 29, 113-146, 1976.

Nagell, T. "Moduli Having Primitive Roots." §32 in Introduction to Number Theory. New York: Wiley, pp. 107-111, 1951.

Ribenboim, P. The New Book of Prime Number Records. New York: Springer-Verlag, pp. 22-25, 1996.

Riesel, H. Prime Numbers and Computer Methods for Factorization, 2nd ed. Boston, MA: Birkhäuser, p. 97, 1994.

Sloane, N. J. A. Sequences A001918/M0242, A010554, and A033948 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Western, A. E. and Miller, J. C. P. Tables of Indices and Primitive Roots. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. xxxvii-xlii, 1968.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.