中国剩余定理

中国剩余定理


孙子定理是中国古代求解一次同余式组(见同余)的方法。是数论中一个重要定理。又称中国余数定理。
我国古代《孙子算经》的卷下第二十六题,“物不知数”题如下:
有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二。问物几何?
答曰二十三。

物不知数问题用同余式组来表示就是:
中国剩余定理

定义:由若干个一次同余式构成的同余式组称为一次同余式组
中国剩余定理
如果存在x0Zx_{0}\in Zx0​∈Z,使得 aix0bi(mod mi)(i=1, ,n)a_{i}x_{0}\equiv b_{i}\left ( mod \ m_{i} \right )\left ( i=1,\cdots ,n \right )ai​x0​≡bi​(mod mi​)(i=1,⋯,n),则 xx0(mod[m1,m2,mn])x\equiv x_{0}\left ( mod\left [ m_{1},m_{2},\cdots m_{n} \right ] \right )x≡x0​(mod[m1​,m2​,⋯mn​])为同余式组的一个解。

中国剩余定理
m1,m2, ,mkm_{1},m_{2},\cdots ,m_{k}m1​,m2​,⋯,mk​是k个两两互素的正整数,则对任意的整数b1,b2, ,bkb_{1},b_{2},\cdots ,b_{k}b1​,b2​,⋯,bk​,同余式组
中国剩余定理
有唯一解:xM1M1b1+M2M2b2++MkMkbk(mod m)x\equiv M_{1}^{'}M_{1}b_{1}+M_{2}^{'}M_{2}b_{2}+\cdots +M_{k}^{'}M_{k}b_{k}\left ( mod \ m \right )x≡M1′​M1​b1​+M2′​M2​b2​+⋯+Mk′​Mk​bk​(mod m)

其中:m=m1m2mkm=m_{1}m_{2}\cdots m_{k}m=m1​m2​⋯mk​, m=miMim=m_{i}M_{i}m=mi​Mi​, MiMi1(mod mi)M_{i}^{'}M_{i}\equiv 1(mod \ m_{i})Mi′​Mi​≡1(mod mi​), i=1,2,…,k

为了方便看懂,列表可如下:
中国剩余定理表中:
Mi=m1m2mkmiM_{i}=\frac{m_{1}m_{2}\cdots m_{k}}{m_{i}}Mi​=mi​m1​m2​⋯mk​​
MiMi1(mod mi)M_{i}^{'}M_{i}\equiv 1(mod \ m_{i})Mi′​Mi​≡1(mod mi​)

现在回到“物不知数”问题,列表可以很容易求出结果:
中国剩余定理

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