יש לי פיתרון לשאלה הראשונה!
זה פיתרון שהביא לי מישהו שאני מכיר: נוכיח את זה בעזרת אינדוקציה על a. כאשר המקרה a=1 נכון לפי ההנחה. נניח שזה נכון עבור a=n. ז"א ל-f יש k פתרונות mod p^n:
x(1),x(2),...,x(k)
הפתרונות האפשררים ל (mod p^(n+1 הם:
x(1),x(2),...,x(k), x(1)+p^n,x(2)+p^n,...,x(k)+p^n, x(1)+2p^n,x(2)+2p^n,...,x(k)+2p^n, . . . x(1)+(p-1)p^n,x(2)+(p-1)p^n,...,x(k)+(p-1)p^n
(תוכיחי את זה) זאת אומרת שכל הפתרונות (האפשריים) הם מהצורה של x(i)+tp^n כאשר
0<=t<=n-1
בעזרת תורי טיילור אנחנו יודעים ש:
f(xi+tp^n)=f(xi)+ tp^nf'(xi) + (tp^n)^2f''(xi)/2! +...
הסכום מסתיים כf הוא פולינום. עכשיו עלינו להוכיח שהנגזרת ה-nית של (f(xi חלקי n! הוא מספר שלם. (אני אשאיר את זה לך...זה לא קשה) אחרי שהוכחנו את זה מתקבל ש:
f(xi+tp^n)=f(xi)+ tp^nf'(xi) (mod p^(n+1))
וכדי ש xi+tp^n יהייה פתרון מודולו (p^(n+1:
f(xi)+ tp^nf'(xi)=0 (mod p^(n+1))
או:
tf'(xi)=-f(xi)/p^n (mod p))
מכייון שp לא מחלק את (f'(xi יש למשוואה הזאת פתרון אחד ויחיד. (t אחד ויחיד) זאת אומרת שלכל xi יש בדיוק t אחד שמתאים לו כך ש xi+tp^n הוא פתרון מודולו (p^(n+1. או במילים אחרות, מודולו (p^(n+1 יש גם כן בדיוק k פתרונות. יתיר