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- 中國剩餘定理 (英文: Chinese Remainder Theorem),又叫 中國餘數定理 、 孫子定理,係 數論 上面一條基礎嘅定理。 喺古時嘅中國, 韓信點兵 就係運用孫子定理。 喺 南北朝 時期,已經有數學著作《孫子算經》問:「有物不知其數,三三數之剩二,五五數之剩三,七七數之剩二。
zh-yue.wikipedia.org/wiki/中國剩餘定理
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中國剩餘定理,又稱孫子定理或中國餘數定理,是數論中的一個關於一元線性同餘方程組的定理,說明了一元線性同餘方程組有解的準則以及求解方法。
中國剩餘定理,又稱孫子定理或中國餘數定理,是数论中的一個关于一元线性同余方程组的定理,说明了一元线性同余方程组有解的准则以及求解方法。
- 引入
- 证明
- 解释
- Garner 算法
- 应用
- 扩展:模数不互质的情况
- 习题
即求满足以下条件的整数:除以 余 ,除以 余 ,除以 余 。 该问题最早见于《孙子算经》中,并有该问题的具体解法。宋朝数学家秦九韶于 1247 年《数书九章》卷一、二《大衍类》对「物不知数」问题做出了完整系统的解答。上面具体问题的解答口诀由明朝数学家程大位在《算法统宗》中给出: ,故答案为 。
我们需要证明上面算法计算所得的 对于任意 满足 。 当 时,有 ,故 。又有 ,所以我们有: 即对于任意 ,上面算法得到的 总是满足 ,即证明了解同余方程组的算法的正确性。 因为我们没有对输入的 作特殊限制,所以任何一组输入 都对应一个解 。 另外,若 ,则总存在 使得 和 在模 下不同余。 故系数列表 与解 之间是一一映射关系,方程组总是有唯一解。
下面演示 CRT 如何解「物不知数」问题。 1. ; 2. 三人同行 七十 希:,故 ; 3. 五树梅花 廿一 支:,故 ; 4. 七子团圆正 半月:,故 ; 5. 所以方程组的唯一解为 。(除 百零五便得知)
CRT 的另一个用途是用一组比较小的质数表示一个大的整数。 例如,若 满足如下线性方程组,且 (其中 为质数): 我们可以用以下形式的式子(称作 的混合基数表示)表示 : Garner 算法 将用来计算系数 。 令 为 在模 意义下的 逆: 把 代入我们得到的第一个方程: 代入第二个方程得出: 方程两边减 ,除 后得 类似地,我们可以得到: 该算法的时间复杂度为 。实际上 Garner 算法并不要求模数为质数,只要求模数两两互质,我们有如下伪代码: 可以发现在第六行中的计算过程对应上述混合基数的表示。
某些计数问题或数论问题出于加长代码、增加难度、或者是一些其他原因,给出的模数:不是质数! 但是对其质因数分解会发现它没有平方因子,也就是该模数是由一些不重复的质数相乘得到。 那么我们可以分别对这些模数进行计算,最后用 CRT 合并答案。 下面这道题就是一个不错的例子。 首先,当 时,所求显然为 。 否则,根据 欧拉定理,可知所求为: 现在考虑如何计算: 因为 不是质数,无法保证 ,都有逆元存在,上面这个式子我们无法直接计算。 注意到 ,其中每个质因子的最高次数均为一,我们可以考虑分别求出 在模 ,,,这几个质数下的结果,最后用中国剩余定理来合并答案。 也就是说,我们实际上要求下面一个线性方程组的解: 而计算一个组合数对较小的质数取模后的结果,可以利用 卢卡斯定理。
两个方程
设两个方程分别是 、; 将它们转化为不定方程:,其中 是整数,则有 。 由 裴蜀定理,当 不能被 整除时,无解; 其他情况下,可以通过 扩展欧几里得算法 解出来一组可行解 ; 则原来的两方程组成的模方程组的解为 ,其中 ,。
多个方程
用上面的方法两两合并即可。
「TJOI2009」猜数字 本页面部分内容译自博文 Китайская теорема об остатках 与其英文翻译版 Chinese Remainder Theorem。其中俄文版版权协议为 Public Domain + Leave a Link;英文版版权协议为 CC-BY-SA 4.0。2018年10月29日 · 中國餘式定理 Chinese remainder theorem. 中國南北朝時期(公元5世紀)的數學著作《孫子算經》,當中有一個古老的問題. 有物不知其數,三三數之剩二,五五數之剩三,七七數之剩二。 問物幾何? 翻譯成白話文,就是有一個X,他除以3會餘2,除以5會餘3,除以7會餘2,請為X是多少. 寫成公式就是以下: x ≡ 2 (mod 3) x ≡ 3 (mod 5) x ≡ 2 (mod 7) 怎麼解呢. 先不要探究怎麼會有這麼傻逼的問題,總之來算算看. 首先,這解法會應用上一章節,所提到的Mod運算三個武器之二. 同餘的因數定理:a ≡ b (mod k) <=> k | a-b.
Chinese remainder theorem. Sunzi's original formulation: x ≡ 2 (mod 3) ≡ 3 (mod 5) ≡ 2 (mod 7) with the solution x = 23 + 105k, with k an integer. In mathematics, the Chinese remainder theorem states that if one knows the remainders of the Euclidean division of an integer n by several integers, then one can determine uniquely the ...
中國剩餘定理. 《 孫子算經》 「物不知數」問題, 又稱「孫子定理」 (《 孫子算經》 編纂年代估計約在公元四、 五世紀, 南北朝時期) 明代程大位《 算法統宗》: 「物不知總」、 「韓信點兵」 宋代楊輝《 續古摘奇算法》: 「秦王暗點兵」 宋代周密《 志雅堂雜鈔》 卷下: 「鬼谷算」、 「隔牆算」 剪管術. 南宋數學家秦九韶《 數書九章》 : 大衍求一術 (1247) 同餘(congruence) 問題,Indeterminate Analysis (i.e. solving the problem of linear congruences)。 Chinese Remainder Theorem (CRT) 《 孫子算經》 ( 原書卷下第26 題)
中國剩餘定理 (英文: Chinese Remainder Theorem),又叫 中國餘數定理 、 孫子定理,係 數論 上面一條基礎嘅定理。 喺古時嘅中國, 韓信點兵 就係運用孫子定理。 喺 南北朝 時期,已經有數學著作《孫子算經》問:「有物不知其數,三三數之剩二,五五數之剩三,七七數之剩二。 問物幾何? 」而喺 宋朝, 數學家 秦九韶 係《數書九章》入面答:「三人同行七十希,五樹梅花廿一支,七子團圓正半月,除百零五便得知。 其實佢哋只係解緊以下呢一個同餘線性系統: 孫子定理. 設 同埋 。 如果. ,咁就會有一個. 符合. 。 呢個版本可以推斷到有限咁多條式嘅版本: 設. 同埋. 。 如果. ,咁就會有一個 符合. 。 求解亦係證明孫子定理嘅方法之一。 設 同埋 。 如果 ,求 嘅解。