对求方程通解的探究

引例:有一个二元一次方程组 $ax+by=c$,求它的通解。

首先,我们可以求出一组解来,如$egin{cases}x=e\y=fend{cases}$。

考虑各加上一个偏移量来构造新解,如:$egin{cases}x=e+p_x\y=f+p_yend{cases}$。

回代得:$a imes (e+p_x)+b imes (f+p_y)=c$。

去括号并整理得:$a imes e+b imes f+a imes p_x+b imes p_y=c$。

显然如果想让 $c$ 不受影响,明显应使 $a imes p_x+b imes p_y=0$,即 $a imes p_x=-b imes p_y$。

若 $a$ 与 $b$ 互质,则 $p_xmod b=p_ymod a=0$,即 $p_x=k imes b,p_y=-k imes a$。

也就是说,若 $a$ 与 $b$ 互质,则有通解 $egin{cases}x=e+k imes b\y=f-k imes aend{cases}$。

那,若 $a$ 与 $b$ 不互质,怎么办呢?

在求到这个柿子时:$a imes p_x=-b imes p_y$,我们应当对这个柿子作出一定处理。

对左右两边同时除以 $gcd(a,b)$,得 $frac{a}{gcd(a,b)} imes p_x=-frac{b}{gcd(a,b)} imes p_y$。

可得:$p_x=k imes frac{b}{gcd(a,b)},p_y=-k imes frac{a}{gcd(a,b)}$。

于是,我们就有了通解:$egin{cases}x=e+k imes frac{b}{gcd(a,b)}\y=f-k imes frac{a}{gcd(a,b)}end{cases}$。

少说话,多做事。 ——cnyz 留
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