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扩展欧几里得定理
阅读量:4881 次
发布时间:2019-06-11

本文共 1225 字,大约阅读时间需要 4 分钟。

是用来在已知a, b求解一组x,y,使它们满足贝祖等式: ax+by = (a, b) =d(解一定存在,根据中的相关定理)。扩展欧几里德常用在求解模及方程组中。

对于不完全为 0 的非负整数 a,b,gcd(a,b)表示 a,b 的最大公约数,必然

存在整数对 x,y ,使得 gcd(a,b)=ax+by。

设 a>b。

1,显然当 b=0,gcd(a,b)=a。此时 x=1,y=0;

2,a>b>0 时

设 ax1+ by1= gcd(a,b);

bx2+ (a mod b)y2= gcd(b,a mod b);

根据朴素的原理有 gcd(a,b) = gcd(b,a mod b);

那么我们就能得出

a * x1 + b * y1 = b * x2 + (a%b) * y2
其中a%b可以换成a-(a/b)*b
式子变成了
a * x1 + b * y1 = b * x2 + (a - (a / b) * b) * y2
因为我们要找x1 y1和x2 y2的关系
我们可以用待定系数法,按照这种方法把右边化成b * (x2 - (a / b) * y2) + a * y2
则等式变成了
a * x1 + b * y1 = a * y2 + b * (x2 - (a / b) * y2)
好,我们现在得出了下面两个等式:
x1 = y2(等式两边a的系数相同)
y1 = x2 - (a / b) * y2 (等式两边b的系数相同)

int exgcd(int a,int b,int &x,int &y){    if (b==0){        x=1,y=0;        return a;    }    int q=exgcd(b,a%b,y,x);    y-=a/b*x;    return q;}

扩展欧几里德算法不但能计算(a,b)的,而且能计算a模b及b模a的

乘法逆元,是指数学领域群G中任意一个元素a,都在G中有唯一的逆元a‘,具有性质a×a'=a'×a=e,其中e为该群的单位元

例如:4关于1模7的乘法逆元为多少?

4X≡1 mod 7

这个方程等价于求一个X和K,满足

4X=7K+1

其中X和K都是整数。

若ax≡1 mod f, 则称a关于1模f的乘法逆元为x。也可表示为ax≡1(mod f)。

当a与f互素时,a关于模f的乘法逆元有解。如果不互素,则无解。如果f为素数,则从1到f-1的任意数都与f互素,即在1到f-1之间都恰好有一个关于模f的乘法逆元。

例如,求5关于模14的乘法逆元:

14=5*2+4

5=4*1+1

说明5与14互素,存在5关于14的乘法逆元。

1=5-4=5-(14-5*2)=5*3-14

因此,5关于模14的乘法逆元为3。

乘法逆元也可用扩展欧几里得来求;

转载于:https://www.cnblogs.com/aerer/p/9931044.html

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