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二次互反定律

二次互反律是數論中的一個重要定理,主要用於判別二次剩餘,即二次同餘方程之整數解的存在性。它涉及到平方剩餘的概念,如果存在整數x,使得a=b*x^2,那麼a就是b的平方剩餘。在b是素數時,這個概念也叫做勒讓德符號

高斯二次互反律表述為:設p和q為不同的奇素數,則=(-1)p- 1)(q -1)/4。這個定律漂亮地解決了勒讓德符號的計算問題,從而在實際上解決了二次剩餘的判別問題。歐拉和勒讓德都曾經提出過二次互反律的猜想,但第一個嚴格的證明是由高斯在1796年作出的,隨後他又發現了另外七個不同的證明。高斯把二次互反律譽為算術理論中的寶石,是一個黃金定律。有人說:「二次互反律無疑是數論中最重要的工具,並且在數論的發展史中處於中心地位。」高斯之後雅克比柯西劉維爾克羅內克弗洛比紐斯等也相繼給出了新的證明。至今,二次互反律已有超過200個不同的的證明。二次互反律可以推廣到更高次的情況,如三次互反律等等。