同余定理【数论】

同余定理【数论】同余定理是数论中的重要概念 给定一个正整数 m 如果两个整数 a 和 b 满足 a b 能够被 m 整除 即 a b m 得到一个整数 那么就称整数 a 与 b 对模 m 同余 记作 a b modm 同余符号两个整数 a b 若它们除以整数 m 所得的余数相等 则称 a 与 b 对模 m 同余或 a 同余于 b 模 m 记作 a b modm 定义 设 m 是大于 1 的正整数 a b 是整数 如果 m a b 则称 a 与 b 关于模 m 同余 记作 a b mo

同余符号

两个整数a、b,若它们除以整数m所得的余数相等,则称a与b对模m同余或a同余于b模m。记作a≡b(mod m)

【定义】 设m是大于1的正整数,a、b是整数,如果m|(a-b),则称a与b关于模m同余,记作a≡b(mod m)。显然有如下事实:

  • 若a≡0(mod m),则m|a;
  • a≡b(mod m)等价于a与b分别用m去除,余数相同。

证明
充分性:
若a和b用m相除留下相同的余数r,则 a=q1m+r, b=q2m+r,q1和q2为某两个整数,由此的a-b=(q1m+r)-(q2m-r)=m(q1-q2),根据整除定义,我们有m|(a-b),由同余式定义得出结论:a≡b(mod m)

同余性质

  • 反身性:a≡a (mod m)
  • 对称性: 若a≡b(mod m),则b≡a(mod m)
  • 传递性: 若a≡b(mod m),b≡c(mod m),则a≡c(mod m)
  • 同余式相加:若a≡b(mod m),b≡c(mod m),则a ± c≡b ± d(mod m)
  • 同余式相乘:若a≡b(mod m),b≡c(mod m),则ac≡bd(mod m)
  • 线性运算:如果a≡b(mod m),c≡d(mod m),那么a ± c≡b ± d(mod m),且a * c≡b * d(mod m)
  • 除法:若ac ≡ bc (mod m) c≠0 则 a≡ b (mod m/gcd(c,m)) 其中gcd(c,m)表示c,m的最大公约数。特殊地 ,gcd(c,m)=1 则a ≡ b (mod m)
  • 幂运算:如果a ≡ b (mod m),那么a^n ≡ b^n (mod m)
  • 若a ≡ b (mod m),n|m,则 a ≡ b (mod n)
  • 若a ≡ b (mod mi) (i=1,2…n) 则 a ≡ b (mod [m1,m2,…mn]) 其中[m1,m2,…mn]表示m1,m2,…mn的最小公倍数

相关定理

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