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  • 扩展欧几里得算法

    证明过程:https://blog.csdn.net/lincifer/article/details/49391175

    代码:

    1 long long e_gcd(long long a,long long b,long long &x,long long &y)
    2 {
    3     if(b==0)
    4     {
    5         x=1;y=0;
    6         return a;
    7     }
    8     else {e_gcd(b,a%b,y,x);y-=x*(a/b);}
    9 }

    1)扩展欧几里得算法求ax+by=c时

    1 bool cal(int a,int b,int c,int &x,int &y)
    2 {
    3     int d=exgcd(a,b,x,y);
    4     if(c%d)
    5         return false;
    6     int k=c/d;
    7     x*=k; y*=k;    //求得的只是其中一组解
    8     return true;
    9 }

    2)求解模线性方程

      ax = b(mod n)

         同余方程 ax≡b (mod n)对于未知数 x 有解,当且仅当 gcd(a,n) | b。且方程有解时,方程有 gcd(a,n) 个解。

        求解方程 ax≡b (mod n) 相当于求解方程 ax+ ny= b, (x, y为整数)

        设 d= gcd(a,n),假如整数 x 和 y,满足 d= ax+ ny(用扩展欧几里德得出)。如果 d| b,则方程

        a* x0+ n* y0= d, 方程两边乘以 b/ d,(因为 d|b,所以能够整除),得到 a* x0* b/ d+ n* y0* b/ d= b。
        所以 x= x0* b/ d,y= y0* b/ d 为 ax+ ny= b 的一个解,所以 x= x0* b/ d 为 ax= b (mod n ) 的解。

        ax≡b (mod n)的一个解为 x0= x* (b/ d ) mod n,且方程的 d 个解分别为 xi= (x0+ i* (n/ d ))mod n {i= 0... d-1}。

        设ans=x*(b/d),s=n/d;

        方程ax≡b (mod n)的最小整数解为:(ans%s+s)%s;

        相关证明:

        证明方程有一解是: x0 = x'(b/d) mod n;
        由 a*x0 = a*x'(b/d) (mod n)
             a*x0 = d (b/d) (mod n)   (由于 ax' = d (mod n))
                     = b (mod n)

        证明方程有d个解: xi = x0 + i*(n/d)  (mod n);
        由 a*xi (mod n) = a * (x0 + i*(n/d)) (mod n)
                                 = (a*x0+a*i*(n/d)) (mod n)
                                 = a * x0 (mod n)             (由于 d | a)
                                 = b

         

    首先看一个简单的例子:

    5x=4(mod3)

    解得x = 2,5,8,11,14.......

    由此可以发现一个规律,就是解的间隔是3.

    那么这个解的间隔是怎么决定的呢?

    如果可以设法找到第一个解,并且求出解之间的间隔,那么就可以求出模的线性方程的解集了.

    我们设解之间的间隔为dx.

    那么有

    a*x = b(mod n);

    a*(x+dx) = b(mod n);

    两式相减,得到:

    a*dx(mod n)= 0;

    也就是说a*dx就是a的倍数,同时也是n的倍数,即a*dx是a 和 n的公倍数.为了求出dx,我们应该求出a 和 n的最小公倍数,此时对应的dx是最小的.

    设a 和 n的最大公约数为d,那么a 和 n 的最小公倍数为(a*n)/d.

    即a*dx = a*n/d;

    所以dx = n/d.

    因此解之间的间隔就求出来了.

    1 bool mod_equation(int a,int b,int n)
    2 {
    3     int x,y,X;
    4     int d=e_gcd(a,n,x,y);
    5     if(b%d) return false;
    6     X=x*(b/d)%n;
    7     for(int i=1;i<d;i++) printf("%d
    ",(X+i*(n/d))%n);
    8     return true;
    9 }

    部分内容复制来源:http://www.cnblogs.com/frog112111/archive/2012/08/19/2646012.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Fy1999/p/8746259.html
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