(数论)同余定理

两个整数a、b,若它们除以整数m所得的余数相等,则称a与b对于模m同余或a同余于b模m。
记作:a≡b (mod m),
读作:a同余于b模m,或读作a与b对模m同余,例如26≡2(mod 12)。
设m是大于1的正整数,a、b是整数,如果m|(a-b),则称a与b关于模m同余,记作a≡b(mod m),读作a与b对模m同余。
显然,有如下事实
(1)若a≡0(mod m),则m|a;
(2)a≡b(mod m)等价于a与b分别用m去除,余数相同。
证明
充分性:m|(a-b)→a≡b(mod m)。
设a=mq1+r1,b=mq2+r2,
且0≤r1,r2
∵m |(a-b),
又a-b=m(q1-q2)+(r1-r2)。
∴必有常数n使得(r1-r2)=mn。
则有m|(r1-r2)。
∵0≤r1,r2
∴0≤|r1-r2|
∴r1-r2=0,
即r1=r2,故a≡b(mod m)。
必要性:a≡b(mod m)→m|(a-b)。
设a,b用m去除余数为r,
即a=mq1+r,b=mq2+r。
∵m(q1-q2)=(a-b),
∴m|(a-b)。
1.反身性:a≡a (mod m);
2.对称性:若a≡b(mod m),则b≡a (mod m);
3.传递性:若a≡b(mod m),b≡c(mod m),则a≡c(mod m);
4.同余式相加:若a≡b(mod m),c≡d(mod m),则a
c≡b
d(mod m);
5.同余式相乘:若a≡b(mod m),c≡d(mod m),则ac≡bd(mod m)。
除法:若ac ≡ bc (mod m) c≠0 则 a≡ b (mod m/gcd(c,m)) 其中gcd(c,m)表示c,m的最大公约数。特殊地 ,gcd(c,m)=1 则a ≡ b (mod m)()
幂运算:如果a ≡ b (mod m),那么a^n ≡ b^n (mod m)
若a ≡ b (mod m),n|m,则 a ≡ b (mod n)
若a ≡ b (mod mi) (i=1,2…n) 则 a ≡ b (mod [m1,m2,…mn]) 其中[m1,m2,…mn]表示m1,m2,…mn的最小公倍数

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