【数论】同余定理与同余方程
定义
同余定理是数论中的一个重要概念。它的定义是这样的:给定一个整数m,如果两个整数a和b满足(a-b)能够被m整除,即(a-b)/m 得到一个整数,那么就成整数a和b对模m同余,记作a≡b(mod m)。对模m同余是整数的一个等价关系。
简言之:两个整数同时除以一个整数得到的余数相同,则二整数同余。
定理
两个整数a、b,若它们除以整数m所得的余数相等,则称a与b对于模m同余或a同余于b模m。 记作:a≡b (mod m), 读作:a同余于b模m,或读作a与b对模m同余,例如 26≡2(mod 12)。
设m是大于1的正整数,a、b是整数,如果m|(a-b),则称a与b关于模m同余,记作a≡b(mod m),读作a与b对模m同余。
显然,有如下事实
(1)若a≡0(mod m),则m|a;
(2)a≡b(mod m)等价于a与b分别用m去除,余数相同。
3.同余方程
同余方程就是同余式里加了一个需要我们求解的未知数。
比如,一种同余方程(就是我们首先要讲的一次同余方程)长成这个样子:
ax≡b(mod p)
4.定理扩展
反身性:a≡a (mod m);
对称性:若a≡b(mod m),则b≡a (mod m);
传递性:若a≡b(mod m),b≡c(mod m),则a≡c(mod m);
同余式相加:若a≡b(mod m),c≡d(mod m),则a c≡b d(mod m);
同余式相乘:若a≡b(mod m),c≡d(mod m),则ac≡bd(mod m)。
线性运算:如果a ≡ b (mod m),c ≡ d (mod m),那么
a ± c ≡ b ± d (mod m);
a * c ≡ b * d (mod m)。
7.除法:若ac ≡ bc (mod m) c≠0 则 a≡ b (mod m/gcd(c,m)) 其中gcd(c,m)表示c,m的最大公约数。特殊地 ,gcd(c,m)=1 则a ≡ b (mod m)
8.幂运算:如果a ≡ b (mod m),那么a^n ≡ b^n (mod m)
9.若a ≡ b (mod m),n|m,则 a ≡ b (mod n)
10.若a ≡ b (mod mi) (i=1,2…n) 则 a ≡ b (mod [m1,m2,…mn]) 其中[m1,m2,…mn]表示m1,m2,…mn的最小公倍数
还有我们以前经常见到的下面的操作(同余加减法):
(a+b)%p=(a%p+b%p)%p; (a*b)%p=a%p*b%p; a/b%m = (a%(b*m))/b%m;
高精度取模:
12345 = ( ( (1 * 10 +2 ) * 10 +3 ) * 10 + 4 ) * 10 + 5)
5.相关定理
欧拉函数
费马小定理
6.例题以及应用
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