24.22. Tétel

Hn-en kívüli redukált maradékosztály konstrukciója

Legyen n\gt 1 tetszőleges páratlan egész szám, amely nem prímhatvány, tehát legalább két egymástól különböző prímtényezője van. Legyen p\gt 0 ezek közül valamelyik prímtényező, és képezzük azt a c\geq 1 kitevőt és m\geq 1 egész számot, amelyek esetén teljesülnek az alábbiak:

\begin{aligned} n&=p^cm \\ p&\nmid m \end{aligned}

A 24.16. Tétel szerinti j_{\text{max}} kritikus négyzetreemelési szinthez válasszunk egy – az említett tétel szerint létező – s egész számot, amelyre teljesül az alábbi kongruencia:

s^{2^{j_{\text{max}}}}\equiv -1\pmod n

Ekkor igazak az alábbiak:

1.
Létezik olyan a egész szám, amelyre teljesülnek az alábbi kongruenciák:
\begin{aligned} a&\equiv s\pmod{p^c} \\ a&\equiv 1\pmod m \end{aligned}
2.
Az [a]_n maradékosztályra teljesülnek az alábbi kongruenciák, ahol k\geq 1 a 23.9. Definíció szerinti páratlan egész szám:
\begin{aligned} a^{2^{j_{\text{max}}}k}&\equiv -1\pmod{p^c} \\ a^{2^{j_{\text{max}}}k}&\equiv 1\pmod m \end{aligned}
3.
Az [a]_n maradékosztály redukált, azaz
[a]_n\in (\Z/n\Z)^{\times}
4.
Az [a] maradékosztály nincs benne a 24.16. Tételben definiált H_n fedőcsoportban, azaz
[a]_n\notin H_n
5.
Az [a]_n maradékosztály Fermat-nemtanú, azaz teljesül az alábbi kongruencia:
a^{n-1}\equiv 1\pmod n

♣