同余定理

同余

同余是数论中的一种等价关系,同余式的基本形式为 a ≡ b(mod m),即a与b关于m同余。表示a和b除以m的余数相等。还有一种解释是a减b的结果可以整整除m,而求解同余式中的未知数的式子,当然就是同余方程。

同余的性质。同余大体来讲有五个性质:

  1. 自反性。即 a ≡ a (mod m)
  2. 对称性。即 a ≡ b(mod m)<=> b ≡ a(mod m)
  3. 传递性。若 a ≡ b (mod m),b ≡ c (mod m),则a ≡ c (mod m)
  4. 可加性。同余式相加 若a≡b (mod m),c≡d(mod m),则a+c ≡ b+d (mod m)。
  5. 可乘性。同余式相乘 若a ≡ b (mod m),c ≡ d (mod m),则ac ≡ bd (mod m)。

同时还有几种记法:

【定义】 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)。显然有如下事实:

  • 若a≡0(mod m),则m|a;
  • a≡b(mod m)等价于a与b分别用m去除,余数相同。

还有增强性质:

  1. 线性运算:如果a ≡ b (mod m),c ≡ d (mod m),那么
    (1)a ± c ≡ b ± d (mod m);
    (2)a c ≡ b d (mod m)。

  2. 除法:若 ac ≡ bc (mod m) ,则 a ≡ b(mod m/gcd(c,m)),其中gcd(c,m)表示c和m的最大公约数,
    特殊地,gcd(c,m) = 1 则 a ≡ b(mod m) ;

  3. 幂运算:如果 a ≡ b(mod m),那么 a^n ≡ b^n (mod m) ;

  4. 若 a ≡ b(mod m) ,n=m,则 a ≡ b(mod n) ;

  5. 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。

主要用途:

m|(a-b) <=> a≡b(mod m)

或者:

(a − b) mod K = 0 <=> (a mod K) = (b mod K)

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