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关于模n剩余类群中素数p对应的m(n,p)无界性的证明方法咨询

关于模n剩余类群中素数p对应的m(n,p)无界性的证明方法咨询

嘿,我最近在琢磨一个数论问题,想请教各位有没有更直接的思路来解决它。先把问题的定义和核心疑问理清楚:

问题定义

设$n\geq 1$是整数,$p$是不整除$n$的素数。记$d$是$p\bmod n$在乘法群$(\mathbb Z/n\mathbb Z)^\times$中的阶,显然$d$整除欧拉函数$\phi(n)$。我们定义整数:
$$m:=m(n,p):=\frac{\phi(n)}{d}$$

核心疑问

我想确认:$m(n,p)$的值是没有上界的——换句话说,对任意给定的$M>0$,总能找到对应的整数$n$和素数$p$(满足$p\nmid n$),使得$m(n,p)>M$。我想知道有没有直观易懂的方法来证明这一点。

我的实验尝试

我用Python做了一些数值实验,发现了一个可能的方向:如果取$n=3e$($e$是正整数),然后取$p$是小于等于$2\cdot3{e-1}+1$的最大素数,看起来当$e$趋向无穷时,$m(n,p)$也会趋向无穷。不过这个思路有个明显的问题:$p$的选取没有明确的构造公式,只是取了某个范围内的最大素数,不确定这是不是个能严谨证明的切入点。

另一个可能的思路

我还想到,或许可以构造一个无限族的$n$,对每个$n$都能找到对应的素数$p_n$(满足$p_n\nmid n$),使得$p_n\bmod n$的阶$d$是有界的——这样一来,随着$n$增大,$\phi(n)$会不断增长,而$m=\phi(n)/d$自然就会趋向无穷,也就证明了$m$的无界性。不过我还没找到具体的构造方式,想听听大家的想法。

备注:内容来源于stack exchange,提问作者Trayi

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最近更新时间:2026.04.23 11:10:29