Hensel 引理

欲解 $f(x)\equiv0 \ \mathrm{mod},p^{k+1}$

已知

  • $f(x_{k})\equiv0 \ \mathrm{mod} , p^{k}$
  • 令 $\lambda := \frac{f(x_{k})}{p^{k}}$

  • 升阶解 $f(x)\equiv0 \ \mathrm{mod} , p^{k+1}$ 具有形式 $$x_{k+1}\equiv x_{k}+t_{k}\cdot p^{k} \ \mathrm{mod},p^{k+1}$$

    其中

    • $p \nmid f’(x_{k})$ $\implies$ 唯一解 $$t_{k} = \frac{-f(x_{k})}{p^{k}}\cdot(f’(x_{1})^{-1} \mathrm{mod} , p) \ \mathrm{mod} ,p$$

    • $p \mid f’(x_{k})$

      • $p \nmid -\frac{f(x_{k})}{p^{k}}$ $\implies$ 无解
      • $p \mid -\frac{f(x_{k})}{p^{k}}$ $\implies$ $p$ 个解 $t_{k}=0,\dots,p-1$
以防你不知道

$x^{-1}\ \mathrm{mod},p$ 表示 $x$ 在 $\mathrm{mod},p$ 意义下的逆元

注意

注意 $t_{k}$ 的定义式是等于,里面的取模都是算术运算而非同余运算 比如对于 $x^{3}+5x^{2}+9\equiv 0 \ \mathrm{mod},3^{2}$ 有 $x_{1} \equiv 1 \ \mathrm{mod},3$

那么 $$t_{1}=(-\frac{1^{3}+5\cdot1^{2}+9}{3}\cdot(3\cdot1^{2+10\cdot1 }% 3)) % 3$$

得到 $t_{1}=1$ 而不能直接用 $t_{k}\cdot p_{k}=-f(x_{k})\cdot(f^{-1}(x_{1}) % p)$