这道题开头写着:
截止 2025 年 3 月,本题可能超出了 GESP 考纲范围。在该时间点下,原根是 NOI 大纲 8 级知识点(NOI 级),而相对简单的无需原根知识的做法中,使用的费马小定理与欧拉定理也属于 NOI 大纲 7 级知识点(提高级),且均未写明于 GESP 大纲中。需要注意,GESP 大纲和 NOI 大纲是不同的大纲。
而且标的难度是:\color{3498db}提高+/省选−一看就很吓人,导致很多人被这道题吓退。
实际上,这道题的难度有:\color{52c41a}普及+/提高
你需要掌握的知识有:
- 快速幂(橙题难度)
- 费马小定理(黄题难度,因为逆元模板题是黄)
- 反证法(初中数学)
这些知识点最高的是黄,综合应用起来差不多是绿了。
首先要证明一点,使 k 为满足 b^k \equiv 1 \pmod p(p 是质数,b 与 p 互质)的最小正整数的充要条件是:k \mid p-1
使用反证法,假设 k \nmid p-1,根据费马小定理,则必定存在一个 q,使得 0<p-1-qk<k 且 b^{p-1-qk}\equiv 1 \pmod p,因此k 不是满足 b^k \equiv 1 \pmod p 的最小正整数,矛盾,所以 k \mid p-1。
这样就好做了,枚举每个 p-1 的约数即可。时间复杂度 O(T \sqrt{p} \log p)。