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数论整理

2017年11月05日 ⁄ 综合 ⁄ 共 3023字 ⁄ 字号 评论关闭

数论整理;
集合:确定性,唯一性,无序性;
整数集合:Z ={... ,-1,0,1,....}
自然数:N = {0,1,2...}
整除性:d|a  d--除数,a - 被除数;
平凡约数:1和自身(相对于对象)
非平凡约数:
素数/质数(prime):
合数:

除法定理:对任意整数a 和任意正整数n,存在唯一的整数q 和r,满足0<=r<n,并且a = qn +r
商:q=floor(a/n);
余数:r = a mod n =  r - q*n;

数的划分;
1 根据余数,可以把整数划分为n个等价类。(复杂结构简单化,便于分类讨论,特定子集可能有新的特性)
   [a]n = {a+kn:k属于integer};interpratation:所有除以n的余数为a的整数b;(a=b(mod n))
   因为n的余数只有0,..,n-1 则可以分为n类;
  等价类:Zn = {[a]n:0<=a<n-1}
  
 公约数:d|a and d|b -> d is a and b's the common dividor
      generalization:d|(xa+yb)
 夹逼原理:a|b and b|a -> a =|b| 
 
 a|b ->|b| >= |a|
 最大公约数:(1)不存在更大(2)比所有都大;
     约数交集的最大值;
property:
1,与正负号无关:
2,零与任何数的最大公约数是数本身,1与任何数的最大公约数是1;
3,任何数和他的倍数长度最大公约数是他自身;
 
theorem:如果a 和b 是不都为0的任意整数,则gcd(a,b) 是 a 与 b线性组合的最小正元素;
证明:(1)gcd是a的约数
       (2)gcd是b的约数
(3)最大的约数
     推理:a与b的任意个公共约数c,都都可以c|gcd(a,b)
对于所有的整数a和b以及任意的非负整数n, gcd(a*n,b*n)= n*gcd(a,b);
类似的:对于一个素数c,c|a, c不能整除b则gcd(a/c,b) = gcd(a,b);
 
对于所有的正整数n,a 和b,如果 n|ab 并且gcd(a,n),则n|b;

互质数:gcd(a,b)=1;   数学总是由单个点,向向量,矩阵的结构关系转化;

如果 gcd(c,p)=1,gcd(b,p)=1,则gcd(ab,p) = 1.
    对于所有的素数p 和所有的整数 a,b,如果p|ab,则p|a 或者p|b

唯一的质因子分解;

无穷多个素数;

GCD递归定理:

斐波那契级数:a>=b+(a mod b)
->lame 定理;如果b<Fk+1,则Eulid递归调用次数少于k次;

欧几里得算法的推广形式:(d,x,y) = (d',y',x'-floor(a/b)*y')

模运算:群(s,operator)
1)封闭性:
2)单元性:单位元  e operator a =a 
3)结合性;
4)逆元

交换群:满足交换律:
有限群


数论-中国剩余定理
分类: 算法和数据结构学习 2010-02-03 22:01 91人阅读 评论(0) 收藏 举报
久闻剩余定理大名,也略懂一二。。

不过今天认真学习了下。。留下此贴,以记之。
参考:http://eblog.cersp.com/userlog/7978/archives/2008/723693.shtml

http://book.51cto.com/art/200812/102579.htm

例1:一个数被3除余1,被4除余2,被5除余4,这个数最小是几?
题中3、4、5三个数两两互质。
则〔4,5〕=20;〔3,5〕=15;〔3,4〕=12;〔3,4,5〕=60。
为了使20被3除余1,用20×2=40;
使15被4除余1,用15×3=45;
使12被5除余1,用12×3=36。
然后,40×1+45×2+36×4=274,
因为,274>60,所以,274-60×4=34,就是所求的数。

例2:一个数被3除余2,被7除余4,被8除余5,这个数最小是几?
题中3、7、8三个数两两互质。
则〔7,8〕=56;〔3,8〕=24;〔3,7〕=21;〔3,7,8〕=168。
为了使56被3除余1,用56×2=112;
使24被7除余1,用24×5=120。
使21被8除余1,用21×5=105;
然后,112×2+120×4+105×5=1229,
因为,1229>168,所以,1229-168×7=53,就是所求的数。

例3:一个数除以5余4,除以8余3,除以11余2,求满足条件的最小的自然数。
题中5、8、11三个数两两互质。
则〔8,11〕=88;〔5,11〕=55;〔5,8〕=40;〔5,8,11〕=440。
为了使88被5除余1,用88×2=176;
使55被8除余1,用55×7=385;
使40被11除余1,用40×8=320。
然后,176×4+385×3+320×2=2499,
因为,2499>440,所以,2499-440×5=299,就是所求的数。

例4:有一个年级的同学,每9人一排多5人,每7人一排多1人,每5人一排多2人,问这个年级至少有多少人 ?(幸福123老师问的题目)
题中9、7、5三个数两两互质。
则〔7,5〕=35;〔9,5〕=45;〔9,7〕=63;〔9,7,5〕=315。
为了使35被9除余1,用35×8=280;
使45被7除余1,用45×5=225;
使63被5除余1,用63×2=126。
然后,280×5+225×1+126×2=1877,
因为,1877>315,所以,1877-315×5=302,就是所求的数。

例5:有一个年级的同学,每9人一排多6人,每7人一排多2人,每5人一排多3人,问这个年级至少有多少人 ?(泽林老师的题目)
题中9、7、5三个数两两互质。
则〔7,5〕=35;〔9,5〕=45;〔9,7〕=63;〔9,7,5〕=315。
为了使35被9除余1,用35×8=280;
使45被7除余1,用45×5=225;
使63被5除余1,用63×2=126。
然后,280×6+225×2+126×3=2508,
因为,2508>315,所以,2508-315×7=303,就是所求的数。
(例5与例4的除数相同,那么各个余数要乘的“数”也分别相同,所不同的就是最后两步。)

 

 

先写出一个两位数62,接着在62右端写这两个数字的和为8,得到628,再写末两位数字2和8的和10,得到62810,用上述方法得到一个有2006位的整数:628101123……,则这个整数的数字之和是(       )。

(2006-5)÷10=200....1

17+35*200+1=7018

前面的62810数字和为17

后面开始,以“1123581347”为循环节

共循环10次,每次的和为35

最后余1,就加上1

所以结果是17+35*200+1=7018

 

例子:PKU 1006

因为只有三个数23 28 33 且三个数两两互为质数,所以“中国剩余定理”可知
对于每一组输入数据p, e ,i, d,所求结果为:n = (R1*p + R2*e + R3*i)%21252-d
其中 R1%p=1, R2%e=1, R3%i=1;
R1 = 5544 = 28*33* 6;      //28 33 的公倍数中能被23除余1的最小整数
R2 = 14221 = 23*33*19;   //23 33 的公倍数中能被28除余1的最小整数
R3 = 1288 = 23*28* 2;      //23 28 的公倍数中能被33除余1的最小整数
       为了保证结果大于等于1且小于等于21252,结果修正为:n = (R1*p + R2*e + R3*i - d + 21252)%21252,并且如果n为0,则n = 21252为所求。

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