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如何求一次同余式的解(怎样判断二次同余式是否有解)

如何求一次同余式的解(怎样判断二次同余式是否有解)

更新时间:2024-03-09 05:19:16

如何求一次同余式的解

1 一次同余式方程是指形如ax ≡ b (mod m)的方程,其中a、b、m为整数,且m≠0。
2 解这个方程的前提是a和m互质,否则解可能不存在或者不唯一。
解法如下:
将方程变形为ax + my = b,用扩展欧几里得算法求出一组整数解x0和y0,然后通解为x ≡ x0 (mod m/d),其中d为a和m的最大公约数。
3 一次同余式方程是模运算的基础,常用于密码学和计算机科学中。

若有形如 $ax equiv b pmod{m}$ 的一次同余式,要求它的解,需要按以下步骤进行:

1. 首先,如果 $gcd(a,m) mid b$,那么这个同余式无解。因此,需要先检查 $gcd(a,m)$ 是否整除 $b$。

2. 记 $d = gcd(a,m)$,$a' = dfrac{a}{d}$,$m' = dfrac{m}{d}$,$b' = dfrac{b}{d}$。把原来的同余式化为 $a'x equiv b' pmod{m'}$。由于 $gcd(a',m') = 1$,因此这个同余式可以转化为 $a'x equiv 1 pmod{m'}$。

3. 确定 $a'$ 的逆元 $a'^{-1}$ 模 $m'$。可以用扩展欧几里得算法求解,即求解 $a'x + m'y = 1$ 的一组整数解 $(x,y)$,然后取 $a'^{-1} equiv x pmod{m'}$。如果 $gcd(a',m') eq 1$,则 $a'$ 没有逆元,同余式无解。

4. 解得 $x equiv a'^{-1}b' pmod{m'}$ 是同余式的一个解。

5. 由于原来的同余式是 $ax equiv b pmod{m}$,因此可以用 $x equiv a'^{-1}b' + km'$ 这个形式表示同余式的全部解,其中 $k$ 是整数。

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