以前に述べたとおり、フェルマーの小定理は、次のとおりです。
pが素数で、aがpの倍数でない正の整数のとき、
ap-1≡1(mod p)
です。
今回は、このフェルマーの小定理の証明その2です。
まず、2項定理から
となり、pが素数で、1≦k≦p-1のとき、pCkがpの倍数であるから(※)
(x+y)p≡xp+yp(mod p)
これより、
ap=〔1+(a-1)〕p
≡1p+〔1+(a-2)〕p
≡1+1p+〔1+(a-3)〕p
≡2+1p+〔1+(a-4)〕p
≡ ・・・・
≡a-2+1p+〔1+(a-a)〕p
≡a (mod p)
ここで、aとpとは、たがいに素であるので、両辺をaで割ることができ、ap-1≡1(mod p)が証明されました。
※これは、前も出てきました2項係数の一つの性質であります。