同余的性质

注:博主就是只彩笔,大佬可以忽略本文的。

同余介绍:

同余是数论中一个基本概念,它基本概念与记号都是伟大的数学家高斯引进的.它的引人简化了数论中的许多问题,本文只是总结一点基本的定理而已。

定义:

定义 1 :给定一正整数 $ m $ (模数),若用 m 去除两个整数 $ a $ 和 $ b $ 所得余数相同,则称 $ a $ 与 $ b $ 对模 $ m $ 同余,记作 $ a \equiv b \mod (m) $ ;若余数不同,则称 $ a $ 与 $ b $ 对模 $ m $ 不同余,记作 $ a \ne b \mod(m) $ 。

定义 2: 若 $ m | ( a - b ) $ ,则称 $ a $ 与 $ b $ 对模 $ m $ 同余。

定义 3: 若 $ a = km + b $ ,则称 $ a $ 与 $ b $ 对模 $ m $ 同余.显然, $ a \equiv 0\mod (m) $ 等价于 $ m|a $ 。

性质:

由同余的定义,可得下列性质 :

  1. 自反性: $ a≡a \mod (m) $ 。

  2. 对称性:若 $ a≡b\mod (m) $ ,则 $ b≡a \mod (m) $ 。

  3. 传递性:若 $ a≡b\mod (m) $ , $ b≡c\mod (m) $ ,则 $ a≡c\mod (m) $ 。

  4. 同余式相加:若 $ a≡b\mod (m) $ , $ c≡d\mod (m) $ ,则 $ ac≡bd\mod (m) $ 。

  5. 同余式相乘:若 $ a≡b\mod (m) $ , $ c≡d\mod (m) $ ,则 $ ac≡bd\mod (m) $ 。

    推论:若 $ a≡b\mod (m) $ 则有 $ a^n≡d^n\mod (m) \quad n\in {Z^*} $ 。

  6. 线性运算:如果 $ a ≡ b \mod (m) $ , $ c ≡ d \mod (m) $ ,那么有:

    $ (1): $ $ a ± c ≡ b ± d \mod (m) $ ;

    $ (2): $ $ a * c ≡ b * d \mod (m) $ 。

  7. 模数的除法:若 $ ac = bc\mod (m) $ , $ (m,c)=d $ ,则 $ a\equiv b\mod (m / d) $ ;
    特别地,当 $ (m,c)=1 $ 时,有 $ a=b\mod (m) $ 。

  8. 模数的乘法:若 $ a=b\mod (m) $ ,则有 $ ak=bk\mod(mk) $ ,其中 $ k $ 为大于零的整数;
    推论:若 $ a\equiv b(modm) $ , $ d $ 为 $ a $ , $ b $ 及 $ m $ 的任一正公约数, 则 $ a /d = b /d\mod(m/d) $ 。

  9. 传递性2:若 $ a\equiv b\mod (m) $ ,则有 $ a\equiv b \mod (im) \quad i\in {Z^} $ 。

  10. 传递性3:若 $ a\equiv b\mod (m) $ ,且 $ d|m $ ,则 $ a=b\mod (d ) $ 。

同余证一些特殊数的整除特征:

例:一个正整数 a 能被 9 整除的特征是 a 的各个数位上数字之和能被 9 整除.应用:弃九法(高效判断两数之积是否等于第三个数)(同理还可证 7 11 与 13 也有类似特征)。

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