
1. 首先验证当a=1时,费马小定理是否成立。由于任何数的1次方与其自身对模任何数都同余,因此费马小定理在这种情况下显然成立。
2. 接下来,假设对于某个正整数a,费马小定理成立,即a的p次方与a对模p同余。
3. 然后考虑(a+1)的p次方与a+1对模p的关系。根据二项式定理,(a+1)的p次方可以展开为:
(a+1)^p = a^p + p*a^(p-1) + ... + p*a + 1。
4. 在这个展开式中,除了第一项和最后一项是p的倍数外,中间的各项都是p的倍数。因此,(a+1)^p与a^p+1对模p同余。
5. 由假设知a^p与a对模p同余,所以(a+1)^p与a+1对模p同余。
通过数学归纳法,我们证明了费马小定理对于所有正整数都成立。