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關於裴蜀定理的一些證明

裴蜀定理:
對任何a,bZ和它們的最大公約數d,關於未知數xy的線性不定方程(稱為裴蜀等式):ax+by=c有整數解(x,y)當且僅當dc,可知有無窮多解。特別地,一定存在整數x,y,使ax+by=d成立。
推論:
a,b互質的充要條件是存在整數x,y使ax+by=1

對於(a,bZ)ax+by=gcd(a,b)一定有整數解x,y的證明:
d=gcd(a,b),可得dadb,且d(ax+by)
sab的線性組合集中最小的正元素,並且對於某個x,yZ,有s=ax+by,可知sZ
q=a/s,則有r=amods=aqs=aq(ax+by)=a

(1qx)+b(qy),因此r也是ab的一個線性組合,已知s是這個線性集合中的最小正整數,又0r<s,可得r=0,因此有sa,同理有sb,因此sab的公約數,所以有ds。因為對於任意x,yZ,有d(ax+by),而對於某個x,yZ,有s=ax+by,所以有ds。但dss>0,可得ds。綜合dsds,得d=s,故s=gcd(a,b)。我們已知sab的線性組合集中的最小正元素,故ax+by=gcd(a,b)一定有整數解x,y,亦可知對於a,bZgcd(a,b)ax+by(x,yZ)的最小正元素

對於(a,bZ)ax+by=c有整數解的條件是g

cd(a,b)c的證明:
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