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剩余定理例题,剩余定理内容

时间:2023-05-05 23:59:30 阅读:225160 作者:3457

中国剩余定理的具体描述是这样的:


给出你n个ai和mi,最后让求出x的最小值是多少。

中国剩余定理说明:假设整数m1, m2, ... , mn两两互质,则对任意的整数:a1, a2, ... , an,方程组有解,并且通解可以用如下方式构造得到:

设是整数m1, m2, ... , mn的乘积,并设是除了mi以外的n - 1个整数的乘积。设为模的数论倒数:方程组的通解形式为: 在模的意义下,方程组只有一个解:
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下面我们来看一个具体的例子:

使用中国剩余定理来求解上面的“物不知数”问题,便可以理解《孙子歌诀》中的数字含义。这里的线性同余方程组是:

三个模数m13, m25, m37的乘积是M105,对应的M135, M221, M315. 而可以计算出相应的数论倒数:t12, t21, t31. 所以《孙子歌诀》中的70,21和15其实是这个“物不知数”问题的基础解:

而将原方程组中的余数相应地乘到这三个基础解上,再加起来,其和就是原方程组的解:

这个和是233,实际上原方程组的通解公式为:

《孙子算经》中实际上给出了最小正整数解,也就是k-2时的解:x23.


附: 数论倒数  wiki
具体代码参考如下:(应该很明了) ///n个mi互质const LL maxn = 20;LL a[maxn], m[maxn], n;LL CRT(LL a[], LL m[], LL n){ LL M = 1; for (int i = 0; i < n; i++) M *= m[i]; LL ret = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { LL x, y; LL tm = M / m[i]; ex_gcd(tm, m[i], x, y); ret = (ret + tm * x * a[i]) % M; } return (ret + M) % M;}
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下面也就是关于这个的扩展,前面我们已经说了,中国剩余数定理是适用于n个mi两两互质的情况的,如果不互质呢,下面就是一个转换:

模不两两互质的同余式组可化为模两两互质的同余式组,再用孙子定理直接求解。

84=22×3×7,160=25×5,63=32×7,由推广的孙子定理可得  与  同解。

附图:详细讲解,转自传送门




///n个mi不互质const LL maxn = 1000;LL a[maxn], m[maxn], n;LL CRT(LL a[], LL m[], LL n) { if (n == 1) { if (m[0] > a[0]) return a[0]; else return -1; } LL x, y, d; for (int i = 1; i < n; i++) { if (m[i] <= a[i]) return -1; d = ex_gcd(m[0], m[i], x, y); if ((a[i] - a[0]) % d != 0) return -1; //不能整除则无解 LL t = m[i] / d; x = ((a[i] - a[0]) / d * x % t + t) % t; //第0个与第i个模线性方程的特解 a[0] = x * m[0] + a[0]; m[0] = m[0] * m[i] / d; a[0] = (a[0] % m[0] + m[0]) % m[0]; } return a[0];}
                                                                                                          以上大部分内容来自wiki 下面做几道练手的题目: poj2891,n个mi不互质的裸题 代码 poj1006,三个互质的裸题 代码





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