【数论·同余】扩展欧几里得Exgcd算法与线性同余方程求解

2023-10-13 13:08

本文主要是介绍【数论·同余】扩展欧几里得Exgcd算法与线性同余方程求解,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

    • 扩展欧几里得算法Exgcd
      • Exgcd算法内容
      • Exgcd求解一组整数解
      • Exgcd算法拓展
      • Exgcd算法通解
    • 线性同余方程
      • 线性同余方程的一组解
      • 线性同余方程的通解
      • 线性同余方程的最小正整数解
    • 小结

扩展欧几里得算法Exgcd

Exgcd算法内容

给定 a , b , c , d a,b,c,d a,b,c,d,求解 a x   + b y   =   g c d ( a , b ) ax\ +by\ =\ gcd(a,b) ax +by = gcd(a,b)中的任意正数解 ( x , y ) (x,y) (x,y)


Exgcd求解一组整数解

我们可以根据裴蜀定理,证明方程一定有解。

由于欧几里得算法 g c d ( a , b )   =   g c d ( b , a   %   b ) gcd(a,b)\ =\ gcd(b,a\ \%\ b) gcd(a,b) = gcd(b,a % b),则有:
a x   + b y   = b x   +   ( a   %   b ) ∗ y ax\ +by\ =bx\ +\ (a\ \%\ b)*y ax +by =bx + (a % b)y

用除法代替取模,则: a x   + b y   = b x ′ + y ′ ( a − [ a / b ] ∗ b ) ax\ +by\ =bx'+y'(a-[a/b]*b) ax +by =bx+y(a[a/b]b)

通过乘法分配律和结合律的运算可得: a x + b y = a y ′ + b ( x ′ − [ a / b ] ∗ y ′ ) ax+by=ay'+b(x'-[a/b]*y') ax+by=ay+b(x[a/b]y)

其中, x ′ x'

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