# 第 946 題：模n乘法階

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P1000-0946 · q-20261015-advance-20261116-r07-multiplicative-order-mod-n-0046



## 原題與已知條件

n>=2、normalized coprime residue與first positive power return責任。操作=morder-power-first-return；資料={"n":23,"a":2}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。


- G001 — n>=2、normalized coprime residue與first positive power return責任。操作=morder-power-first-return；資料={"n":23,"a":2}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。





## 定義與適用範圍

n≥2 且 a 正規化後與 n 互質；階數是第一個回到 1 的正指數。


- [mko-multiplicative-order-mod-n](https://ocme.evemisslab.com/zh-Hant/mko/mko-multiplicative-order-mod-n/)





## 逐步推導

S001 · implies操作前

n=23; a=2

操作後

order is defined here only for n≥2 and units modulo n

條件：無

先固定本節點的定義域；加法階數與乘法階數不能混用。

步驟識別與依賴規則：order_domain · 依賴：G001





S002 · implies操作前

a=2

操作後

normalized residue=2; gcd(2,23)=1

條件：無

先把負代表元也正規化到[0,n)，再檢查互質。

步驟識別與依賴規則：normalize_and_qualify · 依賴：G001, S001





S003 · implies操作前

gcd(residue,n)=1; units=[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22]

操作後

phi(23)=22

條件：無

逐一枚舉0到n−1的互質類，phi是完整unit載體的大小。

步驟識別與依賴規則：complete_unit_enumeration · 依賴：G001, S002





S004 · calculation操作前

power product at k=1 := mul(1, 2)

操作後

power product at k=1 = 2

條件：無

前一個冪的代表乘以同一正規化底數。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S003





S005 · implies操作前

product=2

操作後

a^1 mod 23=2

條件：無

此步餘數才是完整的下一冪代表。

步驟識別與依賴規則：reduce_next_power · 依賴：G001, S004





S006 · calculation操作前

power product at k=2 := mul(2, 2)

操作後

power product at k=2 = 4

條件：無

前一個冪的代表乘以同一正規化底數。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S005





S007 · implies操作前

product=4

操作後

a^2 mod 23=4

條件：無

此步餘數才是完整的下一冪代表。

步驟識別與依賴規則：reduce_next_power · 依賴：G001, S006





S008 · calculation操作前

power product at k=3 := mul(4, 2)

操作後

power product at k=3 = 8

條件：無

前一個冪的代表乘以同一正規化底數。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S007





S009 · implies操作前

product=8

操作後

a^3 mod 23=8

條件：無

此步餘數才是完整的下一冪代表。

步驟識別與依賴規則：reduce_next_power · 依賴：G001, S008





S010 · calculation操作前

power product at k=4 := mul(8, 2)

操作後

power product at k=4 = 16

條件：無

前一個冪的代表乘以同一正規化底數。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S009





S011 · implies操作前

product=16

操作後

a^4 mod 23=16

條件：無

此步餘數才是完整的下一冪代表。

步驟識別與依賴規則：reduce_next_power · 依賴：G001, S010





S012 · calculation操作前

power product at k=5 := mul(16, 2)

操作後

power product at k=5 = 32

條件：無

前一個冪的代表乘以同一正規化底數。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S011





S013 · implies操作前

product=32

操作後

a^5 mod 23=9

條件：無

此步餘數才是完整的下一冪代表。

步驟識別與依賴規則：reduce_next_power · 依賴：G001, S012





S014 · calculation操作前

power product at k=6 := mul(9, 2)

操作後

power product at k=6 = 18

條件：無

前一個冪的代表乘以同一正規化底數。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S013





S015 · implies操作前

product=18

操作後

a^6 mod 23=18

條件：無

此步餘數才是完整的下一冪代表。

步驟識別與依賴規則：reduce_next_power · 依賴：G001, S014





S016 · calculation操作前

power product at k=7 := mul(18, 2)

操作後

power product at k=7 = 36

條件：無

前一個冪的代表乘以同一正規化底數。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S015





S017 · implies操作前

product=36

操作後

a^7 mod 23=13

條件：無

此步餘數才是完整的下一冪代表。

步驟識別與依賴規則：reduce_next_power · 依賴：G001, S016





S018 · calculation操作前

power product at k=8 := mul(13, 2)

操作後

power product at k=8 = 26

條件：無

前一個冪的代表乘以同一正規化底數。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S017





S019 · implies操作前

product=26

操作後

a^8 mod 23=3

條件：無

此步餘數才是完整的下一冪代表。

步驟識別與依賴規則：reduce_next_power · 依賴：G001, S018





S020 · calculation操作前

power product at k=9 := mul(3, 2)

操作後

power product at k=9 = 6

條件：無

前一個冪的代表乘以同一正規化底數。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S019





S021 · implies操作前

product=6

操作後

a^9 mod 23=6

條件：無

此步餘數才是完整的下一冪代表。

步驟識別與依賴規則：reduce_next_power · 依賴：G001, S020





S022 · calculation操作前

power product at k=10 := mul(6, 2)

操作後

power product at k=10 = 12

條件：無

前一個冪的代表乘以同一正規化底數。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S021





S023 · implies操作前

product=12

操作後

a^10 mod 23=12

條件：無

此步餘數才是完整的下一冪代表。

步驟識別與依賴規則：reduce_next_power · 依賴：G001, S022





S024 · calculation操作前

power product at k=11 := mul(12, 2)

操作後

power product at k=11 = 24

條件：無

前一個冪的代表乘以同一正規化底數。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S023





S025 · implies操作前

product=24

操作後

a^11 mod 23=1

條件：無

此步餘數才是完整的下一冪代表。

步驟識別與依賴規則：reduce_next_power · 依賴：G001, S024





S026 · implies操作前

all positive k<=11: [[1, 2], [2, 4], [3, 8], [4, 16], [5, 9], [6, 18], [7, 13], [8, 3], [9, 6], [10, 12], [11, 1]]

操作後

first positive return to1 occurs at k=11

條件：無

已完整檢查所有更小正指數均未回到1；k=0的單位元不計入階數。

步驟識別與依賴規則：least_positive_return · 依賴：G001, S025









## 逐步反向核對


- S026 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S025 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 power product at k=11，不以小數近似替代。
- S023 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S022 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 power product at k=10，不以小數近似替代。
- S021 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 power product at k=9，不以小數近似替代。
- S019 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S018 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 power product at k=8，不以小數近似替代。
- S017 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 power product at k=7，不以小數近似替代。
- S015 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 power product at k=6，不以小數近似替代。
- S013 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 power product at k=5，不以小數近似替代。
- S011 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 power product at k=4，不以小數近似替代。
- S009 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 power product at k=3，不以小數近似替代。
- S007 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 power product at k=2，不以小數近似替代。
- S005 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 power product at k=1，不以小數近似替代。
- S003 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S002 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。
- S001 · premise_and_result_audit — 階數必為第一個正指數回到1；先檢查 n≥2 及互質，不宣稱階數等於 phi。





## 結論

([[1, 2], [2, 4], [3, 8], [4, 16], [5, 9], [6, 18], [7, 13], [8, 3], [9, 6], [10, 12], [11, 1]], 11, 是, 是, order_is_the_first_positive_return)

上述完整代值與條件核對得到原題答案；欄位次序及真假標記保持原始合約。





## 本題覆核與來源綁定

覆核日期：2026-10-26

原題、答案、步驟表達式、數值 AST 與既有歷史保持原樣；原來的候選狀態屬於來源歷史，不覆寫為形式化證明。

來源雜湊與覆核憑證
- input commit: 0f7be61e2c22317a4075561dc822c87d881a50db
- original question SHA-256: abab1dcca3102af9b52df5c898927ca152a2a25982f79aafbd7cc224f6c0c652
- candidate record SHA-256: 6a1260c72b539630ea1b7d397f103a7a7753625cc6d75091c5b83d01147f37b0
- semantic review receipt SHA-256: 6c2c6d46aded7582a11ac41a8c0b3bdde2669a53bdb6e796eea2039994a02772
- question-first witness SHA-256: 77e43898df9efdbf8094ad81fe4ab91cf4b4bd82f481eb9b4699b73cb4da612b
- Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED

[同源完整 JSON](https://ocme.evemisslab.com/data/question-derivations/questions/q-20261015-advance-20261116-r07-multiplicative-order-mod-n-0046.json)




