关于逆元的求法

$a imes bequiv 1(mod p)​$ ,那么 $a,b​$ 互为对方$mod p​$ 意义下的逆元。

法1:扩展欧几里得

$$
a imes bequiv 1(mod p)
$$

$$
a imes b+k imes p=1
$$

效率 $O(logn)​$

法2:费马小定理/欧拉定理

费马小定理:

若 $p$ 为质数,则有
$$
a^{p-1}equiv 1(mod p)
$$

$$
a^{p-2} imes aequiv1(mod p)
$$

所以 $a^{p-2}$ 就是 $a$ 在$mod p$ 意义下的逆元。

欧拉定理:

若 $a,p$ 互质,则有
$$
a^{varphi(p)}equiv1(mod p)
$$

$$
a^{varphi(p)-1} imes aequiv 1(mod p)
$$

所以 $a^{varphi (p)-1}$ 就是 $a$ 在$mod p$ 意义下的逆元。

效率 $O(logp)$

法3:线性求逆元

($p$ 需要是一个质数)

我们求 $i^{-1}$ 在$mod p$ 意义下的值。
$$
p=k imes i+r
$$
令 $r<i$ 则 $k=frac{p}{i},r=p\%i$
$$
k imes i+requiv 0(mod p)
$$
同时除以 $i,r$
$$
k imes r^{-1}+i^{-1}equiv 0(mod p)
$$

$$
i^{-1}equiv-k imes r^{-1}(mod p)
$$

$$
i^{-1}equiv-frac{p}{i} imes inv[p\%i]
$$

$$
inv[i]=(p-frac{p}{i}) imes inv[p\%i]
$$

边界:$inv[1]=1$

效率 $O(n)$

法4:中国剩余定理

对于模数非质数的情况,

可以对模数质因数分解,让这个数对每个模数的每个因子求逆元,再用中国剩余定理合并。

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