关于孙子定理(中国剩余定理)及其证明

孙子定理的内容:

给出以下的一元线性同余方程组:

$(S):\begin{cases}x\equiv a_1\pmod{m_1}\\x\equiv a_2\pmod{m_2}\\\ldots\\x\equiv a_n\pmod{m_n}\end{cases}$

假设整数$m_1,m_2,\ldots ,m_n$两两互质,则对任意的整数:$a_1,a_2,\ldots a_n$,方程组$(S)$有解,并且通解可以用如下方式构造得到:

设$M=m_1\times m_2\times \ldots \times m_n=\prod_{i=1}^n m_i$,并设$M_i=\frac{M}{m_i},\forall i\in \begin{Bmatrix}1,2,\ldots n\end{Bmatrix}$

设$t_i=M_i^{-1}$为$M_i$模$m_i$的数论倒数($t_i$为$M_i$模$m_i$意义下的逆元),即$M_it_i\equiv 1\pmod{m_i},\forall i\in \begin{Bmatrix}1,2,\ldots ,n\end{Bmatrix}$.

方程组$(S)$的通解形式为$x=a_1t_1M_1+a_2t_2M_2+\ldots a_nt_nM_n+kM=kM+\sum_{i=1}^n a_it_iM_i,k\in Z$.

在模$M$的意义下,方程组$(S)$只有一个解:$x=\begin{pmatrix} \sum_{i=1}^n a_it_iM_i\end{pmatrix} \pmod{M}$

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