扩展欧几里得算法求解不定方程||中国剩余定理

欧几里得(扩展)算法详解 一、同余 1、一些普通的性质 1.反身性:a≡a(modm)a≡a (mod m)a≡a(modm); 2.对称性:若a≡b(modm)a≡b(mod m)a≡b(modm),则b≡a(modm)b≡a (mod m)b≡a(modm); 3.传递性:若a≡b(modm)a≡b(mod m)a≡b(modm),b≡c(modm)b≡c(mod m)b≡c(modm),则a≡c(modm)a≡c(mod m)a≡c(modm); 4.同余式相加(减):若a≡b(modm)a≡b(mod m)a≡b(modm) 阅读详情

对于
a x + b y = g c d ( a , b ) ax+by=gcd(a,b) ax+by=gcd(a,b)
这样的方程,可以用扩展欧几里得算法exgcd求出一组通解。

根据欧几里得求gcd:
g c d ( a , b ) = g c d ( b , a % b ) gcd(a,b)=gcd(b,a\%b) gcd(a,b)=gcd(b,a%b)
可得
b x + ( a % b ) y = g c d ( b , a % b ) bx+(a\%b)y=gcd(b,a\%b) bx+(a%b)y=gcd(b,a%b)
根据
a % b = a − ( a / b ) ∗ b a\%b=a-(a/b)*b a%b=a−(a/b)∗b
可得
b x + a y − ( a / b ) b ∗ y = g c d ( b , a % b ) bx+ay-(a/b)b*y=gcd(b,a\%b) bx+ay−(a/b)b∗y=gcd(b,a%b)
化简得
a y + b ( x − ( a / b ) y ) = g c d ( b , a % b ) ay+b(x-(a/b)y)=gcd(b,a\%b) ay+b(x−(a/b)y)=gcd(b,a%b)
令
x ′ = y , y ′ = ( x − ( a / b ) y ) x' = y , y' = (x-(a/b)y) x′=y,y′=(x−(a/b)y)
可得
a x ′ + b y ′ = g c d ( b , a % b ) &lt; = &gt; a x + b y = g c d ( a , b ) ax&#x27;+by&#x27;=gcd(b,a\%b) &lt;=&gt; ax+by=gcd(a,b) ax′+by′=gcd(b,a%b)<=>ax+by=gcd(a,b)
根据
g c d ( a , 0 ) = a gcd(a,0)=a gcd(a,0)=a a x + b y = a ax+by=a ax+by=a
可以得出一组平凡解
x = 1 , y = 0 x=1,y = 0 x=1,y=0

所以一直递归下去可以得出一组平凡解,然后再往回带得出 a x + b y = g c d ( a , b ) ax+by=gcd(a,b) ax+by=gcd(a,b)的一组解。

泛化来看不定方程
a x + b y = c ax+by=c ax+by=c
只有满足 c % g c d ( a , b ) = = 0 c\%gcd(a,b) == 0 c%gcd(a,b)==0才有解。

求解同余方程
a x ≡ b   m o d   n ax \equiv b\ mod\ n ax≡b mod n
a x = b + n y ax = b+ny ax=b+ny
令 y = -y
a x + n y = b ax+ny = b ax+ny=b
就转变成了上述形式

中国剩余定理
https://blog.youkuaiyun.com/niiick/article/details/80229217
https://www.cnblogs.com/freinds/p/6388992.html

中国剩余定理及扩展欧几里得算法 中国剩余定理已知m1、m2、m3是两两互质的正整数,求最小正整数x,使它被m1、m2、m3除所得余数分别为C1、C2、C3 。 孙子定理的思想便是先分别找出被其中数mi除余1而被另二数整除的数Mi(i=1,2,3),则所求的数之一便是 C1M1+C2M2+C3M3; 若欲求的是最小的符合要求的数,则将上面的得数减去m1、m2、m3的整数倍(0,1,2,…)即可. 在古算题中,m1=3,m2=5 阅读详情

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