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  • 数论系列之中的一个元线性同余方程(组)

    数论,在ACM道路上走的越来越远,提起数论,都是从整除開始。而一元线性同余方程(组)的解,也要从整除起源。

    提起整除问题,最负盛名的是欧几里得算法和扩展欧几里得算法。在这里我就不再赘述,详情请见我的博客:

    http://blog.csdn.net/qq_27599517/article/details/50888092

    而一元线性同余方程(组)的问题的解法源于扩展欧几里得算法。

    对于一元线性同余方程ax≡b(mod c)来说,这个方程等价于ax=by+c,因为y是未知数。所以能够领y=-有,即有ax+by=c。

    形如上述方程,非常显然是扩展欧几里得算法的式子,而满足扩展欧几里得算法的条件是c%gcd(a,b)==0,假设满足这个条件,就能够求解出来x的值。

    详细解法例如以下:

    令 g=gcd(a,b);

         a=a0×g;

         b=b0×g;

    所以式子能够改写成为 a0x+b0y=c/g;此时gcd(a,b)=1。运用扩展欧几里得算法能够解出一个x,但x不唯一,x是一个模b的系,所以x的取为

    x,x+b0,x+2b0,……x+(g-1)b0。

    对于一元线性方程组而言,这个问题就复杂了一些。

    一元线性方程组是形如

    m≡a0(mod b)
    m≡a1(mod b)
    m≡a2(mod b)
    m≡a3(mod b)

    的式子求x的解。

    不难发现,我们拿出两个式子来 :
    m≡a0(mod b0)
    m≡a1(mod b1)

    不难看出此时式子能够改写为:

    m=a0x+b0

    m=a1y+b1

    所以能够得到一个式子就是 a0x+a1y=b1-b0,这样就成为了扩展欧几里得算法的式子。再用这个x求出m。

    这时我们引入第三个式子 m≡a2(mod b2)。此时m=a2y+b2;因为引入了新的式子,所以此时m的值也法生变化,姑且将上一个解出的m称之为m0。

    由于x的解是一个系,所以有a0(x+a1/gcd(a0,a1)*k)+b0;所以有a0x+(0a1/gcd(a0,a1))k+b0=m。

    m0=a0x+b0,所以得出一个新的递推式即(a1a2/gcd(a1,a2))k+a2y=b2-m0;
    由此能够一步一步求解出x的值

    附代码:

    long long a1,b1,a2,b2;
            int flag=1;//推断是否有解
            
            //a1,b1的值在循环外赋值
            for(int i=1;i<n;i++){
                if(flag==0)continue;//及时退出
                //a2,b在循环内赋值
                long long a,b,c;
                a=a1,b=a2;
                c=b2-b1;
                long long g=gcd(a,b);
                a/=g,b/=g;
                _gcd(a,b,x,y);
                if(c%g!=0){
                    flag=0;
                    continue;
                }
                c/=g;
                x=((x*c)%b+b)%b;//保证x>0;
                x=x*a1+b1;
                b1=x;
                a1=b*a1;
            }
            //最后b1是终于解



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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/tlnshuju/p/7102899.html
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