数学--数论--(逆元)扩展欧几里求解+证明
歐幾里得與擴(kuò)展歐幾里得
先解釋一下符號(hào):
A≡B(modC)符號(hào)代表A模C與B模C相等,即A/C與B/C同余。A≡B (mod C)符號(hào)代表A模C與B模C相等,即A/C與B/C同余。A≡B(modC)符號(hào)代表A模C與B模C相等,即A/C與B/C同余。
inv(a)代表a的逆元inv(a)代表a的逆元inv(a)代表a的逆元
定義:
b?b?1≡1(modc),那么稱b?1為b模c的乘法逆元。b ?b^{-1}≡1 (mod c) ,那么稱b^-1^為b模c的乘法逆元。b?b?1≡1(modc),那么稱b?1為b模c的乘法逆元。
則Inv(b)=b?1則Inv(b)=b^{-1}則Inv(b)=b?1
定理:
ab(modc)=a?inv(b)(modc)成立的條件是inv(b)存,在即b與c互質(zhì)。\frac{a}{b}\pmod{c}=a*inv(b)\pmod{c}成立的條件是inv(b)存,在即b與c互質(zhì)。ba?(modc)=a?inv(b)(modc)成立的條件是inv(b)存,在即b與c互質(zhì)。
用途:
乘法逆元可以用來求解部分除法的取模問題(分母是一個(gè)整數(shù),并且與被取模數(shù)互質(zhì))
b?b?1≡1(modc)b ?b^{-1}≡1 (mod c) b?b?1≡1(modc)可以轉(zhuǎn)化為使用拓展歐幾里得求解bx+cy=1的解,求解x即為b的逆元可以轉(zhuǎn)化為使用拓展歐幾里得求解bx+cy=1的解, 求解x即為b的逆元可以轉(zhuǎn)化為使用拓展歐幾里得求解bx+cy=1的解,求解x即為b的逆元
證明:
學(xué)數(shù)論不證明,是不能鍛煉邏輯思維能力的。
因?yàn)閍?inv(a)≡1(modc)所以設(shè)a?inv(a)=k?c+1移項(xiàng)得a?inv(a)?k?c=1取K=?k得a?inv(a)+K?c=1因?yàn)?a*inv(a)≡1(modc)\\ 所以設(shè) a*inv(a)=k*c+1\\ 移項(xiàng)得 a*inv(a)-k*c=1\\ 取K=-k得 a*inv(a)+K*c=1因為a?inv(a)≡1(modc)所以設(shè)a?inv(a)=k?c+1移項(xiàng)得a?inv(a)?k?c=1取K=?k得a?inv(a)+K?c=1
原結(jié)論得證
小技巧:
但是這里的inv(a)可能解除負(fù)值,我們可以再加上c來保證他是正整數(shù)
總結(jié)
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