初等数论主要就是研究整数环的整除理论及同余理论。本质上说,初等数论的研究手段局限在整除性质上。
初等数论中经典的结论包括算术基本定理、欧几里得的质数无限证明、中国剩余定理、欧拉定理(其特例是费马小定理)等等。
以下是欧拉定理的一个预备定理:
这个定理的意思是说,ax by各种不同的正数,那就必然存在一个最小的正数,则这个最小的正数就可以整除ax by组合出的全部正数。
图1
上面证明中r=ax+by-(ax0+by0)q=a(x-x0q)+b(y-y0q)这一步是先把r也表示成ax by的形式,以表明r也是集合S中的一个整数。由于S中的最小正数是ax0+by0>0,所以r不可能是正数。又因为r是整除后的余数,它只能大于等于0,由此得到r只能等于0。
则由r=0得到ax+by=(ax0+by0)q,也就是ax+by可以被ax0+by0整除,
即:(ax0+by0)|(ax+by)。
并可以得到如下推论:
上面证明中,可以假设最小正数y0是a1x10 a2x20 a3x30 ... anxn0,然后按照图1的方法进行推导就可以了。
y0|ai是因为ai也可以写成a1x1 a2x2 a3x3 ... anxn的形式,比如a1,可以令x1=1,其它x2, x3等都为0就可以了。同样a2,可以令x2=1,其它xi等都为0就可以了。其它ai类推。这就说明了ai∈A,从而得到y0|ai。
由于自然数中最小正整数是1,如果ax by可以组合出数字1,则ax by自然可以被1整除。
那什么情况下组合不出1呢?比如我们假设a,b都是偶数,那么ax by就有公因子2,ax by就可以写成2(cx dy)的形式,由于cx dy可以组合出的最小正整数也是1,所以这种情况下ax by能够组合出的最小正整数就是2。