Elementary Number Theory: Primes, Congruences, and Secrets

Elementary Number Theory: Primes, Congruences, and Secrets pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:Stein, William
出品人:
页数:166
译者:
出版时间:2009
价格:$ 56.44
装帧:Hardcover
isbn号码:9780387855240
丛书系列:Undergraduate Texts in Mathematics
图书标签:
  • 数论
  • 数学
  • number theory, primes, congruences, secrets, elementary mathematics, Diophantine equations, modular arithmetic, cryptography, mathematical proofs, number systems
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具体描述

About this textbook

The systematic study of number theory was initiated around 300B.C. when Euclid proved that there are infinitely many prime numbers. At the same time, he also cleverly deduced the fundamental theorem of arithmetic, which asserts that every positive integer factors uniquely as a product of primes. Over 1000 years later (around 972A.D.) Arab mathematicians formulated the congruent number problem that asks for a way to decide whether or not a given positive integer n is the area of a right triangle, all three of whose sides are rational numbers. Then another 1000 years later (in 1976), Diffie and Hellman introduced the first ever public-key cryptosystem, which enabled two people to communicate secretly over a public communications channel with no predetermined secret; this invention and the ones that followed it revolutionized the world of digital communication. In the 1980s and 1990s, elliptic curves revolutionized number theory, providing striking new insights into the congruent number problem, primality testing, public-key cryptography, attacks on public-key systems, and playing a central role in Andrew Wiles' resolution of Fermat's Last Theorem.

Today, pure and applied number theory is an exciting mix of simultaneously broad and deep theory, which is constantly informed and motivated by algorithms and explicit computation. Active research is underway that promises to resolve the congruent number problem, deepen our understanding into the structure of prime numbers, and both challenge and improve our ability to communicate securely. The goal of this book is to bring the reader closer to this world. Each chapter contains exercises, and throughout the text there are examples of calculations done using the powerful free open source mathematical software system Sage. The reader should know how to read and write mathematical proofs and must know the basics of groups, rings, and fields. Thus, the prerequisites for this book are more than the prerequisites for most elementary number theory books, while still being aimed at undergraduates.

William Stein is an Associate Professor of Mathematics at the University of Washington. He is also the author of Modular Forms, A Computational Approach (AMS 2007), and the lead developer of the open source software, Sage.

Written for:

Undergraduate mathematics students, graduate mathematics students, mathematicians, mathematics teachers

探寻数论的奥秘:超越《素数、同余与秘密》 本书并非《素数、同余与秘密》,它是一次对数学世界更广阔疆域的探索,一次对抽象概念深入骨髓的挖掘。在这里,我们不预设任何已知知识,而是从零开始,引导读者步入一个由逻辑、结构和惊奇构成的迷人世界。 第一章:数字的舞蹈——从基础出发 我们从最基本的数学语言——数字——开始。你是否曾思考过,为什么我们使用十进制?数字的本质是什么?本书将带你审视这些看似寻常的数字,揭示其内在的规律与属性。我们将探索自然数系的构建,了解集合论的基本思想,并学习如何用严谨的语言描述数学对象。我们将深入到数的分类,区分奇数与偶数,质数与合数,以及各种特殊的数集,例如完全数、亲和数等。每一类数字都有其独特的“性格”和行为模式,等待我们去发现。 第二章:算术的基石——整除的艺术 整除性是数论的核心概念之一,它如同建筑的地基,支撑起整个学科的宏伟结构。本章将详细介绍整除的定义、性质以及相关的定理,如欧几里得算法,它可以高效地找出两个数的最大公约数。我们将看到,看似简单的整除关系,实则蕴含着深厚的数学智慧,并且在密码学、计算机科学等领域有着广泛的应用。你将学习如何分解一个数到其素数因子,理解素数在数的“DNA”中的重要性,以及如何利用这些知识解决实际问题。 第三章:模块化的世界——同余的力量 同余,一个赋予数字周期性生命的强大工具。我们将在本章中揭示模运算的奥秘,理解“余数”如何在数学世界中构建起独特的“时钟”和“环”。你将学习同余的定义、性质以及它们在数学证明中的妙用。我们将探索线性同余方程的解法,理解模算术在公历、时钟计算等日常生活场景中的应用。更重要的是,我们将看到同余如何成为现代密码学,尤其是公钥密码学的基础,为信息的安全传输提供了坚实的保障。 第四章:数的结构——群论的初探 当我们将目光投向数的集合及其运算时,你会发现一种超越具体数字的抽象结构。本章将引导你走进群论的殿堂,认识到代数结构在数学中的普遍性。我们将介绍群、子群、同态等基本概念,并展示它们如何在数的运算中体现出来。例如,模n的整数集在加法或乘法运算下构成的群,以及这些群的结构如何揭示数的内在联系。理解群论,将为你打开一扇通往更高级代数领域的大门。 第五章:素数的秘密——分布与猜想 素数,那些只能被1和自身整除的“孤独”的数字,它们如同宇宙中的星辰,虽稀疏却至关重要。本章将深入探讨素数的分布规律,以及数学家们为理解它们所做的不懈努力。我们将介绍素数定理,它为我们提供了素数在大数中近似的密度信息。我们将讨论一些著名的素数猜想,如哥德巴赫猜想和孪生素数猜想,这些猜想的魅力在于它们表述简单,却至今无人能完全证明。通过学习素数的相关理论,你将体会到数学研究中探索未知、挑战极限的精神。 第六章:数论的应用——从古至今 数论并非仅仅存在于纸上谈兵的抽象世界,它的应用早已渗透到人类文明的方方面面。本章将为你展示数论在现实世界中的力量。我们将追溯数论在古代度量衡、历法计算中的应用。然后,我们将重点关注数论在现代科学技术中的关键作用,包括: 密码学: 从RSA加密算法到更复杂的公钥加密系统,数论中的素数、同余和离散对数问题是现代信息安全的核心。我们将深入剖析这些加密算法的数学原理,理解它们如何保护我们的数字信息。 计算机科学: 散列表、哈希函数、伪随机数生成器等计算机科学中的重要工具,都离不开数论的支持。我们将探讨数论概念如何在算法设计和数据结构中发挥作用。 编码理论: 在数据传输和存储中,数论可以用于设计纠错码,确保数据的完整性。 数论在其他领域: 我们还将简要提及数论在博弈论、统计学等领域的潜在应用,展现其跨学科的魅力。 结语:未完待续的旅程 本书的结尾并非旅程的终点,而是一个新的起点。数论是一个充满活力和未解之谜的学科,它不断吸引着新一代的数学家去探索和发现。希望通过这次探索,你能够培养对数学的兴趣,掌握解决问题的思维方式,并继续在这条充满智慧的道路上前进。无论你未来的道路如何,数论中的逻辑、严谨和创造性思维都将是你宝贵的财富。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的书名《Elementary Number Theory: Primes, Congruences, and Secrets》在我眼中,就像一张藏宝图的线索,每一部分都指向一个未知的、令人兴奋的领域。我对“Elementary”这个词有很高的期望,它意味着这本书会以一种相对易于接受的方式,带领我进入数论的世界,而不是一开始就抛出过于艰深的内容。我希望作者能够以清晰、逻辑严密的语言,逐步引导我理解数论的基本概念。特别是“Primes”部分,质数一直是吸引我的数学对象。我渴望了解质数的定义、性质,以及它们在数学中的基础性地位。我相信,这本书会介绍一些关于质数分布的初步结果,比如素数定理的直观解释,或者一些关于质数间隔的有趣现象。而“Congruences”这个词,则让我看到了数论在实际应用中的巨大潜力。同余关系,是我一直想深入学习的知识点。我希望这本书能够详细地讲解同余的运算规则,以及如何利用同余来解决各种问题,例如中国剩余定理的应用,以及它在密码学中的基础作用。我特别期待书中能够解释清楚,为什么同余能够成为现代加密技术的重要基石。最后,“Secrets”这个词,为整本书增添了一抹神秘的色彩。它暗示着书中可能包含了一些鲜为人知的数学发现,或者是一些与数论相关的历史故事。我希望能够从中了解到,一些重要的数论定理是如何被发现的,以及这些发现是如何改变了人类对数学的认知。这本书的封面设计也给我一种非常专业和厚重的感觉,这让我确信,它是一本值得我投入时间和精力去阅读的书籍。

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这本书的书名《Elementary Number Theory: Primes, Congruences, and Secrets》直接点燃了我对数学探索的渴望。我对“Elementary”这个词赋予了很高的期望,这意味着我将有机会从一个扎实的基础出发,逐步构建起我对数论的理解,而不会被过于抽象的理论所困扰。我渴望在“Primes”这个部分,深入探究质数的奥秘。质数,作为构成所有整数的“原子”,其分布的随机性和规律性一直是令我着迷的数学现象。我希望这本书能够清晰地阐释质数的定义、性质,以及关于质数分布的一些初步结果,例如素数定理的直观解释,或者关于质数生成的算法。我期望能够在这本书中,了解质数在数论体系中的基础性地位,以及它们在现代密码学中的不可或缺的作用。“Congruences”则是我一直以来都想深入学习的领域。同余关系,在我看来,是一种揭示数字之间周期性联系的精妙工具。我希望这本书能够详细讲解同余的定义、性质、运算规则,以及如何利用同余来解决各种实际问题,比如中国剩余定理的应用,以及它在公钥密码体制中的基础作用。我希望能够通过这本书,真正掌握模算术的精髓,并理解它在现代科技中的关键地位。“Secrets”这个词,为整本书增添了一抹神秘的色彩。它暗示着书中可能隐藏着一些鲜为人知的数学思想,或者是一些与数论发展史相关的精彩故事。我希望能够从中了解到,那些在数论发展史上闪耀的思想火花是如何产生的,以及它们如何一步步揭开了数字世界的面纱。这本书的封面设计也给我一种沉稳而又充满智慧的感觉,这让我对即将到来的阅读体验充满了无限的期待。

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当我看到这本书的书名,尤其是“Elementary Number Theory: Primes, Congruences, and Secrets”这几个词时,我就被深深地吸引住了。我一直认为,数论是数学中最古老、也最迷人的分支之一,它揭示了数字世界深藏的规律和秩序。我对“Elementary”这个词有着很高的期望,它意味着我将有机会以一种清晰、逻辑严密的途径,开始我的数论探索之旅。我希望作者能够以一种循序渐进的方式,将我从基础概念引导到更深层次的理解。“Primes”部分,毫无疑问是这场旅程的核心。质数,作为整数的基石,其独特性和不可预测性一直是我着迷的对象。我期待这本书能够详细介绍质数的定义、性质,以及一些关于质数分布的初步结果,例如素数定理的直观解释,或者关于质数生成的算法。我希望能够了解质数在数论中扮演的基础性角色,以及它们在现代密码学中的应用。“Congruences”则是我一直以来非常渴望深入学习的概念。同余关系,在我看来,是一种揭示数字之间周期性联系的强大工具。我希望这本书能够详细讲解同余的定义、性质、运算规则,以及如何利用同余来解决各种实际问题,例如中国剩余定理的应用,以及它在密码学基础中的作用。我希望能够通过这本书,真正掌握模算术的精髓。“Secrets”这个词,更是为这本书增添了一层神秘的色彩。它暗示着书中可能包含了一些鲜为人知的数学思想,或者是一些与数论发展史相关的精彩故事。我希望能够了解到,那些在数论发展史上留下深刻印记的“秘密”是如何被发现的,以及它们是如何改变了我们对数学的认知。这本书的封面设计也给我一种沉稳而又充满智慧的感觉,这让我对即将到来的阅读体验充满了期待。

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这本书的书名《Elementary Number Theory: Primes, Congruences, and Secrets》恰好击中了我的学术兴趣点。我对“Elementary”这个词的解读是,这本书将提供一个坚实的基础,让我能够真正理解数论的核心思想,而不会被过于复杂的理论吓倒。我对“Primes”部分的期待尤为强烈,质数作为构成所有整数的“砖石”,其复杂性和美妙的分布模式一直是数学家们研究的焦点。我希望这本书能够清晰地介绍质数的定义、判定方法,以及一些关于质数分布的初步结果,例如素数定理的直观解释,或者关于孪生素数猜想等引人入胜的未解之谜。我期待能够在这本书中,看到对质数生成算法的介绍,以及理解质数在密码学中的基础性作用。“Congruences”则是我一直渴望深入探索的概念。同余关系,在我看来,是一种揭示数字周期性规律的强大工具,它在理论数学和应用数学中都扮演着至关重要的角色。我希望这本书能够详细阐述同余的性质、运算规则,以及如何利用同余来解决实际问题,例如中国剩余定理的应用,以及它在公钥密码体制中的基础作用。我希望能够通过这本书,真正掌握模算术的精髓,并理解其在现代科技中的不可或缺性。“Secrets”这个词,则为整本书增添了一抹神秘的色彩,它暗示着书中可能包含了一些鲜为人知的数学思想、历史故事,或者是一些关于数论发展历程的精彩片段。我希望能够从中了解到,那些在数论发展史上闪耀的思想火花是如何产生的,以及它们如何一步步揭开了数字世界的面纱。这本书的封面设计也显得十分专业和富有吸引力,这让我相信,它是一次有价值的学习体验。

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当我翻开这本书的扉页,一股淡淡的纸张清香扑面而来,这是一种久违的、让我心安的味道。我一直认为,一本好的图书,不仅仅是内容的载体,更是与读者之间的一种精神交流。这本书的排版设计让我感到非常舒适,字号大小适中,行间距恰到好处,没有丝毫的拥挤感,这无疑为长时间的阅读打下了良好的基础。更重要的是,作者在章节的安排上,似乎也经过了精心的考量。从“Primes”这个开篇词,我就预感到这将是一次从最基础、最核心的概念开始的探索。质数,作为数论的基石,其独特性和神秘性一直让我着迷。我相信,作者会以一种循序渐进的方式,带领我深入了解质数的分布规律、判定方法,甚至可能触及到一些尚未解决的关于质数的猜想,比如黎曼猜想的影子。而“Congruences”的出现,则预示着对模算术的深入探讨。同余关系,在我看来,是数论中连接抽象概念与实际应用的重要桥梁。我期待着书中能够清晰地阐述同余的性质、运算规则,以及它在密码学、编码理论等现代科技领域中的重要应用。这本书的名字中“Secrets”一词,更是让我充满期待,我希望这不仅仅是数学公式的展示,而是能够揭示隐藏在这些公式背后的思想智慧,甚至是一些鲜为人知的数学史故事。我期待作者能够用一种充满激情和洞察力的笔触,将这些看似枯燥的数学概念,转化为一段段引人入胜的叙事,让我能够从中感受到数学的魅力,以及它在人类文明发展中所扮演的关键角色。

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这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象,那种经典的、略带历史感的字体和柔和的色彩搭配,一下子就将我带入了数论的深邃世界。我一直对数学的抽象美有着浓厚的兴趣,尤其对那些能够揭示宇宙隐藏规律的理论感到着迷。这本书的书名,"Elementary Number Theory: Primes, Congruences, and Secrets",更是精准地击中了我的好奇心。质数、同余、秘密——这几个词语组合在一起,不仅仅是数学概念的堆砌,更仿佛是通往未知领域的一系列线索,预示着一场智力上的探险。我开始想象,在这些看似枯燥的数字背后,究竟隐藏着怎样的奥秘?费马小定理、欧拉定理这些我曾经在教科书上匆匆一瞥的概念,在这本书里是否会以一种更深入、更易于理解的方式呈现?我尤其对“Secrets”这个词充满了期待,它暗示着这本书不仅仅是理论的罗列,更可能包含了一些历史上的趣闻轶事,或是那些改变了数学发展轨迹的灵感瞬间。我希望作者能够用一种引人入胜的叙述方式,将这些概念串联起来,让我感受到数论的生命力,而不是仅仅停留在公式的海洋里。作为一名对数学有着浓厚兴趣的读者,我渴望从这本书中获得一种超越课本的学习体验,一种真正能够激发我思考和探索的动力。我期待着与书中那些古老而又充满智慧的数字们进行一场深刻的对话,去理解它们如何构成了我们现代世界的基础,又如何指引着未来的科技发展。这本书的外在,就如同一个精心准备的邀请函,邀请我去探索数学王国最核心、最迷人的部分。

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我对这本书的期待,很大程度上源于它所涵盖的几个核心主题——质数、同余和“秘密”。“质数”无疑是数论的灵魂,其不可分解的性质本身就充满了哲学意味,而它们在数学世界中的分布规律,更是无数数学家为之奋斗的课题。我希望这本书能让我对质数有更深刻的理解,不仅仅是它们的基本定义和性质,更能触及到一些关于质数分布的深刻定理,比如一些初级的筛法,或者一些关于大质数存在性的论证。当然,我也希望作者能简要介绍一下一些著名的未解的质数猜想,比如哥德巴赫猜想,让我在仰望这些高峰的同时,也能窥见其中的一些尝试性思路。其次,“同余”是数论中一个极其重要的概念,它为我们理解整数的周期性规律提供了一种强大的工具。我期待书中能够清晰地讲解同余的运算规则,以及如何利用同余来解决各种问题,比如中国剩余定理的应用,或者在密码学中的初步运用。我希望作者能用生动有趣的例子来说明这些抽象的概念,让我在学习的过程中不会感到枯燥乏味。最后,“秘密”这个词,让我对这本书充满了无限的遐想。它暗示着这本书不仅仅是一本枯燥的教材,更可能包含了一些数学史上的轶事,或者是一些与密码学、信息安全相关的应用。我非常期待能够了解到,数论中的哪些“秘密”是如何被发现和利用的,以及这些发现对人类社会产生了怎样的影响。总而言之,这本书的书名已经成功地吸引了我,我希望它能为我带来一次既充实又充满惊喜的学习体验,让我能够更深入地理解数论的魅力,以及它在现代世界中的重要地位。

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我选择这本书,是因为我对数学的“基础”部分一直抱有浓厚的兴趣,而“Elementary Number Theory”这个词组精准地概括了我的需求。我相信,数论作为数学中最古老、最纯粹的分支之一,能够提供一种独特的视角来审视数学的本质。书名中的“Primes”让我联想到那些孤独而又强大的数字,它们是所有整数的“原子”,它们的性质直接决定了整个整数集合的结构。我希望这本书能带领我深入了解质数的定义、性质,以及关于质数分布的一些初步结果。我很想知道,在看似杂乱无章的质数序列背后,是否存在某种隐藏的规律?作者是否会介绍一些经典的质数判定方法,或者一些关于质数分布的直观解释?“Congruences”则是我一直以来非常着迷的一个概念。同余关系,在我看来,是一种精妙的数学工具,它能够揭示出数字之间的周期性联系,并在密码学、编码理论等现代应用中发挥着至关重要的作用。我非常期待这本书能够详细地讲解同余的性质、运算,以及它在解决实际问题中的强大威力。我希望能够通过这本书,理解诸如模逆元、欧拉函数等概念,并了解它们是如何被应用到安全通信和数据加密中的。而“Secrets”这个词,则为这本书增添了一层神秘的色彩。它暗示着书中可能包含了数论发展史上的重要时刻,或者是一些鲜为人知的数学思想。我渴望了解,那些被称作“秘密”的数学发现,是如何被揭示出来的,它们又为我们揭示了怎样的世界?这本书的封面设计,也给我一种沉稳而又充满智慧的感觉,这让我更加坚信,它会是一次富有启发性的阅读旅程。

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这本书的书名——《Elementary Number Theory: Primes, Congruences, and Secrets》——立刻引起了我的注意。我一直对数学中的基础理论有着浓厚的兴趣,而数论正是其中最古老、也最核心的领域之一。我非常看重“Elementary”这个词,它预示着这本书将以一种清晰、易于理解的方式,带领读者进入数论的世界。我希望作者能够从最基础的概念讲起,比如整数的性质、整除性等,然后逐步深入到更复杂的理论。“Primes”部分,无疑是数论的基石。我迫切地想了解质数的定义、性质,以及关于质数分布的一些初步结果。我希望能够学习到一些关于质数判定和生成的方法,并了解质数在构建其他数学概念时的关键作用。“Congruences”是另一个令我着迷的概念。模算术,在我看来,是一种能够揭示数字之间周期性联系的强大工具,它在理论数学和实际应用中都扮演着至关重要的角色。我希望这本书能够详细阐述同余的定义、性质、运算规则,以及如何利用同余来解决各种问题,例如中国剩余定理的应用,以及它在密码学中的基础作用。我希望能够通过这本书,真正理解模算术的精髓。“Secrets”这个词,更是为整本书增添了一抹神秘的色彩。它暗示着书中可能包含了一些鲜为人知的数学发现,或者是一些关于数论发展历程的精彩故事。我希望能够了解到,那些在数论发展史上留下深刻印记的“秘密”是如何被发现的,以及它们是如何改变了我们对数学的认知。这本书的封面设计也给我一种专业且富有吸引力的感觉,这让我对即将开始的阅读旅程充满了期待。

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当我第一次看到这本书的书名——《Elementary Number Theory: Primes, Congruences, and Secrets》——我的好奇心立刻被点燃了。我对“Elementary”这个词有着很高的期待,这意味着我将有机会以一种系统且易于理解的方式,进入到数论这个迷人的领域。我非常希望作者能够从最基础的概念讲起,比如整数的性质、整除性等,然后逐步过渡到更核心的主题。其中,“Primes”无疑是数论的基石。我渴望深入了解质数的定义、性质,以及关于质数分布的一些重要定理,比如素数定理的直观解释,或者一些关于质数生成的算法。我希望能够通过这本书,对质数有更深刻的认识,理解它们为什么如此独特,以及它们在数学结构中的关键作用。“Congruences”则是我一直以来非常着迷的概念。模算术,在我看来,是一种将数学问题简化并揭示其内在规律的强大工具。我希望这本书能够详细阐述同余的定义、性质、运算规则,以及它在密码学、编码理论等领域中的广泛应用。我渴望理解诸如模逆元、欧拉函数等概念,并希望作者能够通过生动的例子来展示它们的力量。“Secrets”这个词,更是为这本书增添了一层神秘的面纱。它暗示着书中可能隐藏着一些数学史上的趣闻轶事,或者是一些关于数论的未解之谜。我希望能够了解到,数论中的某些“秘密”是如何被发现的,以及这些发现对我们理解世界产生了怎样的影响。这本书的整体设计,从封面到内页排版,都给我一种严谨而又充满魅力的感觉,这让我更加期待与它进行一场深入的对话。

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比较注重易读性,有一些用 sage 进行实际计算的例子。

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比较注重易读性,有一些用 sage 进行实际计算的例子。

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比较注重易读性,有一些用 sage 进行实际计算的例子。

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比较注重易读性,有一些用 sage 进行实际计算的例子。

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