Dimostrazione.

Questi criteri si giustificano attraverso le congruenze; in particolare ora tratteremo i casi più complessi, lasciando all’utente quelli più semplici la cui dimostrazione è analoga a quella che riportiamo di seguito.

Osserviamo che nel caso b), abbiamo che

10 º 2   (mod 4)

102 º 22 º 0  (mod 4)

103 º 10×102 º 0  (mod 4)

e, poiché preso 10n con n ³2, si ha  10n º 0  (mod 4),  si deduce per induzione che

an..a0  º a0+10×a1 = a1a0  (mod 4).

Il criterio di divisibilità segue dal fatto che se i due numeri sono congrui modulo 4, allora uno è divisibile per 4 se e solo se lo è anche l’altro.

 

Continuando così per gli altri criteri, avremo che nel caso c)

10 º 1  (mod 3)

102 º 12 º1 (mod 3)

103 º 13 º 1 (mod 3),

ossia, preso 10n con n ³2, si ha  10n º 1  (mod 3), da cui abbiamo che

an..a0  º a0+ a1+…+ an  (mod 3).

 

Il caso d) è del tutto analogo a quello appena discusso, mentre per il caso e) abbiamo che

10 º -1  (mod 11)

102 º (-1)2 º 1 (mod 11)

103 º (-1)3 º -1 (mod 11),

per cui, proseguendo nelle congruenze, avremo che 10n º (-1)n  (mod 11) e quindi il valore 1 per le potenze pari di 10, mentre –1 per quelle dispari, da cui segue

an..a0  º a0-a1+a2-…+(-1)n an  (mod 11).

 

Il caso f) risulta essere il più complesso e questo è un motivo per cui il suo utilizzo non è molto diffuso:

10 º 3 (mod 7)

102 º 32 º 2 (mod 7)

103 º 3×2 º -1 (mod 7)

104 º 3×(-1) º -3 (mod 7)

105 º 3×(-3) º -2 (mod 7)

106 º 3×(-2) º 1 (mod 7)

107 º 3×1 º 3 (mod 7)

 

da notare che, poiché i resti si ripetono ciclicamente come previsto dal teorema di Fermat, è sufficiente conoscere i primi 7 coefficienti per comporre la serie completa di resti, per cui

an..a0  º a0+ 3a1+2a2-a3-3a4-2a5+a6+..  (mod 7)

c.v.d.