V teoriji številEulerjev izrek [òjlerjev izrek] (znan tudi kot Fermat–Eulerjev izrek ali Eulerjev totientni izrek) pravi, da za tuji si števili n in a velja
kjer je Eulerjeva funkcija fi. (Zapis je opisan v članku.) Leta 1736 je Leonhard Euler objavil svoj dokaz Fermatovega malega izreka,[1] ki ga je že prej brez dokaza predstavil Fermat. Kasneje je Euler objavil tudi ostale dokaze tega izreka, ki so v njegovem delu iz leta 1763 združili v "Eulerjev izrek", kjer je hotel odkriti najmanjši eksponent, za katerega je Fermatov mali izrek vedno pravilen.[2]
Velja tudi obratni Eulerjev izrek: če zgornja kongruenca velja, potem morata biti in tuji si števili.
Izrek se lahko uporabi za enostavno zmanjševanje velikih potenc modula . Recimo da iščemo prvo števko z desne števila , torej . Števili 7 in 10 sta si tuji, velja pa tudi . Torej Eulerjev izrek pokaže , Tako dobimo .
Ko zmanjšujemo potenco od modula (kjer sta si in tuji), se mora v splošnem delati v modulu na eksponentu od :
če , potem .
Dokazi
1. Eulerjev izrek se lahko dokaže z uporabo teorije grup:[3]
Razredi ostankov modula n, ki so si tuji z n, izoblikujejo grupo pod množenjem (glej članek Multiplikativna grupa celih števil modula n za podrobnosti). Red te grupe je φ(n), kjer φ označuje Eulerjevo funkcijo fi. Lagrangov izrek pravi, da red katerekoli podgrupe končne grupe deli rede cele grupe, v tem primeru φ(n). Če je a katerokoli število, ki si je tuje z n, potem je a v enem izmed teh razredov ostankov, njegove potence a, a2, ... , ak modula n pa izoblikujejo podgrupo grupe razredov ostankov, z ak ≡ 1 (mod n). Lagrangeev izrek pravi, da mora k deliti φ(n), torej obstaja celo število M, da velja kM = φ(n). Iz tega sledi
2. Obstaja tudi neposredni dokaz:[4][5] Naj bo R = {x1, x2, ... , xφ(n)}zmanjšani razred ostankov (mod n) in naj bo a katerokoli celo število, ki je tuje z n. Dokaz se oklepa osnovnega dejstva, da množenje z a permutira xi: z drugimi besedami, če velja axj ≡ axk (mod n), potem j = k. (Ta zakon razveljavitve je dokazan v članku Multiplikativna grupa celih števil modula n.[6]) Torej sta dve množici R in aR = {ax1, ax2, ... , axφ(n)}, ki se obravnavata kot množici kongruenčnih razredov (mod n), identični (kot množici—lahko se zapišeta v drugačnem vrstnem redu), torej je zmnožek vseh števil iz R kongruenten (mod n) zmnožku vseh števil v aR:
tako z uporabo zakona o razveljavitvi za razveljavitev vsakega xi dobimo Eulerjev izrek:
Eulerjev kvocient
Eulerjev kvocient je celo število a glede na n, ki je definirano kot:
Poseben primer Eulerjevega kvocienta pri praštevilu n, se imenuje Fermatov kvocient.
Katerokoli liho število n, ki deli , se imenuje Wieferichovo število. To je ekvivalentno kongruenci 2φ(n) ≡ 1 (mod n2). Kot posplošitev, se vsako število n, ki je tuje z naravnim številom a in deli , se imenuje (posplošeno) Wieferichovo število v osnovi a. To je ekvivalentno kongruenci aφ(n) ≡ 1 (mod n2).
L. Euler (izdano: 1763) "Theoremata arithmetica nova methodo demonstrata" (Dokaz novega načina v teoriji aritmetike), Novi Commentarii academiae scientiarum Petropolitanae, 8 : 74–104. Eulerjev izrek se pojavi kot "Theorema 11" na strani 102. To delo je bilo prvič predstavljeno Berlinski akademiji 8. junija 1758 in Sanktpeterburški akademiji 15. oktobra 1759. V tem delu Eulerjeva funkcija fi, , ni poimenovana, ampak navedena kot "numerus partium ad N primarum" (število delov praštevila k N; to je število naravnih števil, ki so manjša od N in mu tudi tuja).
Disquisitiones Arithmeticae je bila prevedena iz Gaussove ciceronske latinščine v angleščino in nemščino. Nemška verzija vsebuje vse njegove zapise o teoriji števil: vse dokaze kvadratne recipročnosti, določitev znaka Gaussovih vsot, raziskovanja bikvadratne recipročnosti in neobjavljene opombe.
Gauss, Carl Friedrich; Clarke, Arthur A. (translated into English) (1986), Disquisitiones Arithemeticae (Second, corrected edition), New York: Springer, ISBN0-387-96254-9
Gauss, Carl Friedrich; Maser, H. (translated into German) (1965), Untersuchungen uber hohere Arithmetik (Disquisitiones Arithemeticae & other papers on number theory) (Second edition), New York: Chelsea, ISBN0-8284-0191-8