Expended Chinese remainder theorem
中国剩余定理:
当∀i∈{1,2,..n}→pi是质数,有:
…
等价于
其中:
在此不对中国剩余定理进行证明,因为证明很显然。
拓展中国剩余定理:
对于任意的整数p1和p2,有:
在有解的情况下等价于:
其中:
Inv(a,b)表示在模b意义下a的逆元。
证明这个定理:
x≡a1modp1等价于x=a1+p1⋅k1(口头上可以这样说:x能表示成
x≡a2modp2等价于x=a2+p2⋅k2(口头上可以这样说:x能表示成
(上式中的k1,k2均为整数)
那么我们就有对于所有可行的k1,k2,满足:a1+p1⋅k1=a2+p2⋅k2。
变化一下形式:p1⋅k1=(a2−a1)+p2⋅k2
令gcd(p1,p2)=d,说明d|(a2−a1)。(p1⋅k1−p2⋅k2=(a2−a1),所以(a2−a1)一定是d的倍数。)
这个时候,如果d∤(a2−a1)说明该方程组无解,否则有解。
把d这个因此除掉:p1d⋅k1≡a2−a1d+p2d⋅k2
这个式子还能说明:p1d⋅k1≡a2−a1dmodp2d
两边同时乘以(p1d)−1:
k1≡a2−a1d⋅(p1d)−1modp2d
即k1=a2−a1d⋅Inv(p1d,p2d)+t⋅p2d,现在我们可以把k1带回原式了。
x=a1+(a2−a1d⋅Inv(p1d,p2d)+t⋅p2d)⋅p1=a1+p1⋅a2−a1d⋅Inv(p1d,p2d)+p1⋅p2d⋅t
所以:
x=a1+p1⋅a2−a1d⋅Inv(p1d,p2d)modp1⋅p2d
得证。
主要思想:
证明的正确性仍然是依照中国剩余定理,证明的思路就是把参数k1用含有常数的模方程表示出来,然后再带回原式。