(333 以上の)素数 ppp と 111 以上 ppp 未満の整数 rrr が以下の性質を満たすとき,rrr を法 ppp に対する原始根と呼ぶ。 「r,r2,⋯ ,rp−2r,r^2,\cdots,r^{p-2}r,r2,⋯,rp−2 のいずれもが ppp で割って余り 111 でない」 (また,r=1r=1r=1 は p=2p=2p=2 に対する原始根である,とする。) 原始根はより発展的な定理を証明するのに非常に強い道具です。また,数学オリンピックでも知っていると有利になる問題がときどき出題されます。 群論の言葉を使えばもう少しスッキリ書ける部分もありますが,高校生に理解しやすいよう努めました。前提知識として必要なのはフェルマーの小定理と合同式の定義と簡単な性質のみです。