同余定理【數論】


兩種解釋?道理一樣。

1、

兩個整數,a,b,如果他們同時除以一個自然數m,所得的余數相同,則稱a,b對於模m同余。。記作a≡b(mod.m)。

//?????

2、

給定一個正整數m,如果兩個整數a,b滿足(a-b)能夠被m整除,即(a-b)/m得到一個整數,那么稱整數a和b對模m同余。記作ab(mod m)。

性    質:反身性、對稱性、傳遞性等。
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形如 ax≡b(modn) 的式子稱為線性同余方程。對於這樣的式子有解的充要條件是 gcd(a,n)∣b.

於是擴展gcd求解
將原方程化為一次不定方程 ax+ny=b.
利用擴展歐幾里得算法求解不定方程 ax+ny=b的整數解的求解全過程,步驟如下:

1、先計算 gcd(a,n)
,若 b 不能被 gcd(a,n) 整除,則方程無整數解;否則,在方程右邊除以 b/gcd(a,n),記 得到新的不定方程 ax0+ny0=gcd(a,n).

2、利用擴展歐幾里德算法求出方程 ax0+ny0=gcd(a,b)
的一組整數解 x0 , y0;

3、根據數論中的相關定理,記 k=b/gcd(a,n),可得方程 ax+ny=b
的所有整數解為:
x=k∗x0+n/gcd(a,n)∗t
y=k∗y0–a/gcd(a,n)∗t  (t=0,1,2,……)

調整得到關於 x 的正整數解
注意因為解有多個,而我們要求最優解(正整數中最小的),所以 (x+=n/gcd(a,n)%(n/gcd(a,n));
加法是為了保證正數,取模是為了最小.
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參考百度百科:
1. 反身性:a≡a (mod m);
2. 對稱性:若a≡b(mod m),則b≡a (mod m);
3.傳遞性:若a≡b(mod m),b≡c(mod m),則a≡c(mod m);
4.同余式相加:若a≡b(mod m),c≡d(mod m),則a
c≡b
d(mod m);
5.同余式相乘:若a≡b(mod m),c≡d(mod m),則ac≡bd(mod m)。
證明:
∵a≡b(mod m)∴m|(a-b) 同理m|(b-c),
∴m|[(a-b)+(b-c)]∴m|(a-c).
故a≡c(mod m ).
6. 線性運算:如果a ≡ b (mod m),c ≡ d (mod m),那么
(1)a ± c ≡ b ± d (mod m);
(2)a * c ≡ b * d (mod m)。
證明:
(1)∵a≡b(mod m),
∴m|(a-b)
同理 m|(c-d)
∴m|[(a-b)±(c-d)]
∴m|[(a±c)-(b±d)]
∴a ± c ≡ b ± d (mod m)
(2)∵ac-bd=ac-bc+bc-bd=c(a-b)+b(c-d)
又 m|(a-b) , m|(c-d)
∴m|(ac-bd)
∴a * c ≡ b * d (mod m)
7. 除法:若
,則
,其中gcd(c,m)表示c和m的 最大公約數
特殊地,
8. 冪運算:如果
,那么
9.若
,n=m,則
10.若
,(i=1,2...n) 則
,其中
表示m 1,m 2,...m n最小公倍數
 


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