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同余的概念、十條性質及應用

似的 最大 color 最小公倍數 證明 nbsp 數論 pmod mar

概念:

首先,同余是數論中一個非常重要的內容,我們信息學中的數論無非就是圍繞著素數和同余等轉來轉去,沒有紮實的數學基本功,信息奧賽這條路也絕對走不遠。

同余的定義:有兩整數a,b,若它們除以整數m所得的余數相等,則稱a與b對於模m同余或a同余於b模m

記作:$a\equiv b \pmod{m}$

再簡單點說,對於兩個數a,b,a/m=x···r,b/m=y···r,這兩個表達式的余數相同,就說a和b關於模m同余。例如,34/7=4···6,20/7=2···6,34和20除以7得到的余數相同,都是6,就是34和20關於模7同余。很簡單吧。

下面要用到的:$(a,b)$表示a和b的最大公約數,類似的,$[a,b]$表示a和b的最小公倍數

同余的十條性質:

  1. 若 $a\equiv b \pmod{m}$,則$b\equiv a \pmod{m}$
  2. 若 $a\equiv b \pmod{m}$,$b\equiv c \pmod{m}$,則$a\equiv c \pmod{m}$
  3. 若 $a_1\equiv b_1 \pmod{m}$,$a_2\equiv b_2 \pmod{m}$,則$a_1+a_2\equiv b_1+b_2 \pmod{m}$
  4. 若 $a+b\equiv c \pmod{m}$,則$a\equiv c-b \pmod{m}$
  5. 若 $a\equiv b \pmod{m}$,並且$a=a_1d$,$b=b_1d$,$(d,m)$=1,則$a_1\equiv b_1 \pmod{m}$ 證明一下?可知$a-b\equiv 0 \pmod{m}$,$a_1d-b_1d\equiv 0 \pmod{m}$,則$d(a_1d-b_1)\equiv 0 \pmod{m}$,$m\mid a_1d-b_1$所以$m\mid a_1d-b_1$
  6. 若 $a\equiv b \pmod{m}$,k>0,則$ak\equiv bk \pmod{mk}$
  7. 若 $a\equiv b \pmod{m}$,d是a,b及m的任意整數,$ \frac{a}{b}\equiv \frac{b}{d} \pmod{\frac{m}{d}} $
  8. 若 $a\equiv b \pmod{mi}$,i=1,2···k,則$a\equiv b \pmod{[m_1,m_2\ldots m_k]}$
  9. 若 $a\equiv b \pmod{m}$,d$\mid$m,d>0,則$a\equiv b \pmod{d}$
  10. 若 $a\equiv b \pmod{m}$,則$(a,m)=(b,m)$,若d$\mid$m及a,b二數之一,則d$\mid$a,b另一個

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