欧几里德扩展定理(辗转相除法)

扩展欧几里德定理

  对于与不完全为 0 的非负整数 a,b,gcd(a,b)表示 a,b 的最大公约数。那么存在唯一的整   数 x,y 使得 gcd(a,b)=ax+by。


扩展欧几里德原理”是由“欧几里德原理”扩展来的(PS:废话),有的书上叫“费蜀(Bezout)定理”,总之有个这个事

 

c=gcd(a,b)表示a,b两数的最大公约数,则存在:ax+by=c一定存在整数x,y使等式成立

 

先说一下“欧几里德原理”,其实就是“辗转相除法”,也就是中国老祖先的“更相减损之术”,这个算法的主要目的是求出两个数的最大公约数,具体是一个递归的过程,简单说来是:

 

gcd(a,b)=gcd(b,a mod b)

 

终止条件是:gcd(a,b)中的a mod b=0,然后输出b

求解 x,y的方法的理解

  设 a>b。

  1,显然当 b=0,gcd(a,b)=a。此时 x=1,y=0;

  2,ab<>0 时  

      设 ax1+by1=gcd(a,b);

    bx2+(a mod b)y2=gcd(b,a mod b);

   根据朴素的欧几里德原理有 gcd(a,b)=gcd(b,a mod b);

   则:ax1+by1=bx2+(a mod b)y2;

    即:ax1+by1=bx2+(a-(a/b)*b)y2=ay2+bx2-(a/b)*by2;

   根据恒等定理得:x1=y2; y1=x2-(a/b)*y2;

   这样我们就得到了求解 x1,y1 的方法:x1,y1 的值基于 x2,y2.

   上面的思想是以递归定义的,因为 gcd 不断的递归求解一定会有个时候 b=0,所以递归可以   结束。


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