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数论——扩展欧几里得【未完结】

时间:2022-09-03 12:11:48浏览次数:50  
标签:lfloor frac gcd 未完结 数论 欧几里得 rfloor ax bmod

No.1 前置知识

  1. 欧几里得算法(辗转相除法)

  2. 裴蜀定理


No.2 算法,证明及函数

扩展欧几里得算法用来解决这样一个问题:给定两个非零的整数 \(a\) 和 \(b\),求一组整数解 \((x,y)\) 使得 \(ax+by = gcd(a,b)\) 成立(通过裴蜀定理可知一定存在解)。

证明:

设 \(ax_1+by_1=gcd(a,b)\),设 \(bx_2+(a \bmod b)y_2=gcd(b,a \bmod b)\)

由欧几里得算法可知:\(gcd(a,b)=gcd(b,a \bmod b)\)

\(∴ax_1+by_1=bx_2+(a \bmod b)y_2\)

又\(∵a \bmod b=a-kb(k\) 为商且 \(k \in \mathbb Z)\)

又\(∵k=\lfloor \displaystyle \frac{a}{b} \rfloor\)

\(∴ax_1+by_1=bx_2+(a-b\lfloor \displaystyle \frac{a}{b} \rfloor)y_2\)

整理得:\(ax_1+by_1=ay_2+b(x_2-\lfloor \displaystyle \frac{a}{b} \rfloor y_2)\)

\(∴ \exists x_1=y_2,y_1=x_2-\lfloor \displaystyle \frac{a}{b} \rfloor y_2\)

可以看出:\((x_1,y_1)\) 这组解由 \((x_2,y_2)\) 得来

不难发现:当\(x_n,y_n\) 关于 \(gcd(a,0)\) 时,\(ax_n+by_n=a,\exists x_n=1,y_n=0\)

\(\exists\) 这组边界整数解可得 \(x_1,y_1\)

函数:
void exgcd(int a,int b){
    if(b==0){
	x=1;
	y=0;
	return;
    }
    exgcd(b,a%b);
    int t=x;
    x=y;
    y=t-(a/b)*y;
}

标签:lfloor,frac,gcd,未完结,数论,欧几里得,rfloor,ax,bmod
From: https://www.cnblogs.com/firephonenix/p/16652334.html

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