数论学习小记 其之二 同余及常用数论定理

同余部分参考自:同余运算及其基本性质 ,其他部分为个人总结,关于定理的证明网上很容易找到,就不写了。如有新的体会会继续更新。

  • 关于同余

如果两个数a和b之差能被m整除,那么我们就说a和b对模数m同余(关于m同余)。比如,100-60除以8正好除尽,我们就说100和60对于模数8同余。它的另一层含义就是说,100和60除以8的余数相同。a和b对m同余,我们记作a≡b(mod m)。比如,刚才的例子可以写成100≡60(mod 8)。你会发现这种记号到处都在用,比如和数论相关的书中就经常把a mod 3 = 1写作a≡1(mod 3)。

  • 同余的性质

如果a≡b(mod m),x≡y(mod m),则a+x≡b+y(mod m)

如果a≡b(mod m),x≡y(mod m),则ax≡by(mod m)

如果ac≡bc(mod m),且c和m互质,则a≡b(mod m)

以上性质的证明可以在参考的那个博客中找到。

一个常用的技巧:

对于三个正整数 a,b,c,素数p,已知 b%p , c%p , a%p=(c%p) / (b%p) ,求a%p:

令A=a%p; B=b%p;C=c%p;

则A=(a*1)%p=a%p*1%p=(a%p)*(b^(p-1))%p      --------因为(b^(p-1))%p=1,费马小定理。

=(a*b)%p*(b^(p-2))%p=(c%p)*(b%p)^(p-2)%p=C*B^(p-2)%p

有许多利用同余性质的题目,比如解各种方程,简单总结下做过的:

Poj 2115 C Looooops (模线性方程)

Hdu 1573 X问题 + Hdu 3579 Hello Kiki (模线性方程组-非互质中国剩余定理)

Poj 2417 Discrete Logging (Baby Step Giant Step 解 a^x = b (mod n) n为素数)

Hdu 2815 Mod Tree + Poj 3243 Clever Y 扩展Baby Step Giant Step 解决离散对数问题

  • 唯一分解定理

又名:质因数分解定理,算术基本定理。

每一个大于1的整数都能分解成质因数乘积的形式,并且如果把质因数按照由小到大的顺序排列在一起,相同的因数的积写成幂的形式,那么这种分解方法是唯一的。

  • 勒让德定理

在正数n!的素因子标准分解式中,素数p的指数记作L_p(n!),则勒让德定理(注意向下取整符号),且该无穷级数的非0项的个数是有限的。

HDU 4196 Remoteland (数论 n!相关)

  • 威尔逊定理

若p为质数,则p可整除(p-1)!+1。

Hdu 2973 YAPTCHA (数论 威尔逊定理)

  • 费马小定理

    假如p是质数,且a,p互质,那么 a^(p-1) ≡1(mod p)。

Hdu 4549 M斐波那契数列 (矩阵 费马小定理降幂)

  • 欧拉定理

也叫费马小定理的欧拉推广。

若n,a为正整数,且n,a互素,(a,n) = 1,则a^φ(n) ≡ 1 (mod n),φ(n)为n的欧拉函数

Hdu 1395 2^x mod n = 1 (欧拉定理 分解素因数)

Hdu 3221 Brute-force Algorithm (矩阵 欧拉定理降幂)

  • 中国剩余定理

又叫孙子定理,描述还是挺麻烦的,大家百度吧……

Poj1006 Biorhythms (中国剩余定理)

Hdu4767 Bell (贝尔数 中国剩余定理 构造矩阵)

Hdu 1573 X问题 + Hdu 3579 Hello Kiki (模线性方程组-非互质中国剩余定理)

别人的数论刷题总结

线性同余和扩展欧几里得的运用小结

http://blog.csdn.net/wsniyufang/article/category/850982

数学题目解题报告

原文地址:https://www.cnblogs.com/whyorwhnt/p/3491615.html