В Википедии имеется статья "Малая теорема Ферма" и в ней доказательство следующей леммы.
"Лемма. Для любого простого числа
и целого числа
, не кратного
, произведения
и чисел
при делении по модулю на
в остатке дают те же самые числа
, возможно, записанные в некотором другом порядке.
Доказательство леммы.
Произведение
и любого из чисел
не кратно
, следовательно, в остатке не может получиться
. Все остатки разные. Докажем последнее утверждение от противного. Пусть два произведения
и
дают при делении на
одинаковые остатки, тогда разность
кратна
, что невозможно, поскольку
не кратно
. Всего существует
различных ненулевых остатков от деления на
."
Вероятно, в доказательстве имеется в виду, что
, и, кроме того,
?
И еще, в формулировке леммы стоит " при делении по модулю на
". Почему не написать просто " при делении на
"?