به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
ارسال شده بهمن ۱۵, ۱۴۰۳ در مطالب ریاضی توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)
ویرایش شده اردیبهشت ۶, ۱۴۰۴ توسط قاسم شبرنگ
163 بازدید

اگر $x_1,x_2,...x_n$ دنباله ای از اعداد حقیقی (مختلط) باشند و $p$ عددی حسابی آنگاه داریم:

$$(x_1+x_2+...+x_n)^p= (\sum _{i=1}^nx_i)^p=\sum _{p_i \in W,p_1+p_2+...+p_n=p} \frac{p!}{p_1!.p_2!...p_n!} x_1^{p_1}x_2^{p_2}...x_n^{p_n}$$

$$= \sum _{i=1}^nx_i^p+\sum _{p_i \in W,p_i \neq p,p_1+p_2+...+p_n=p} \frac{p!}{p_1!.p_2!...p_n!} x_1^{p_1}x_2^{p_2}...x_n^{p_n}$$

به سادگی می توان نشان داد که $\frac{p!}{p_1!.p_2!...p_n!} \in N$.به عبارتی هم ارز $p_1!.p_2!...p_n!|p!=p(p-1)!$.

حالا اگر $p$ عددی اول باشد در سیگمای دوم طرف راست تساوی اخیر برای هر $1 \leq i \leq n$ داریم:

$(p_i!,p)=1 \longrightarrow (p_1!.p_2!...p_n!,p)=1 \longrightarrow p_1!.p_2!...p_n!|(p-1)! $

$\longrightarrow (p-1)!=p_1!.p_2!...p_n!.s,s \in N \longrightarrow \frac{(p-1)!}{p_1!.p_2!...p_n!}=s$

$ \longrightarrow p.\frac{(p-1)!}{p_1!.p_2!...p_n!}=ps \longrightarrow p|\frac{p!}{p_1!.p_2!...p_n!}$

$$\longrightarrow p|\sum _{p_i \in W,p_i \neq p,p_1+p_2+...+p_n=p} \frac{p!}{p_1!.p_2!...p_n!}$$

حالا اگر قرار دهیم: $x_1=x_2=...=x_n=1$ آنگاه داریم:

$$\sum _{p_i \in W,p_i \neq p,p_1+p_2+...+p_n=p} \frac{p!}{p_1!.p_2!...p_n!}=n^p-np $$

$\longrightarrow p|n^p-n \longrightarrow n^p \equiv n(modp)$

واگر $(n,p)=1$ آنگاه داریم:

$p|n(n^{p-1}-1) \longrightarrow p|n^{p-1}-1 \longrightarrow n^{p-1} \equiv 1(modp)$

و این همان قضیه کوچک فرماست.

$ \Box $

“ ریاضیات نه چیزی بیشتر و نه چیزی کمتر از بخش دقیق اندیشه ی ما است.
...