非負最小剩餘

非負最小剩餘

設a,b是兩個整數,其中b>0,則存在兩個唯一的整數q及r,使得a=bq+r,0≤r<b成立,我們把式中的q叫做a被b除得的不完全商,r叫做a被b除所得的餘數,也叫做非負最小剩餘

基本介紹

  • 中文名:非負最小剩餘
  • 外文名:nonnegative least residue 
  • 所屬學科:數學(初等數論)
  • 相關概念:不完全商,同餘式等 
  • 別稱:餘數
基本介紹,相關性質,相關概念,同餘式,完全剩餘組,與模互素的剩餘組,歐拉定理和費馬定理,

基本介紹

非負最小剩餘(nonnegative least residue)是數論的基本概念之一。設
是兩個整數,其中
,則存在兩個惟一的整數q及
,使得
成立,稱q為
被b除的不完全商;稱
被b除的餘數,也稱
非負最小剩餘,記為
,常設b>0,在不致引起混淆的情況下,
中的b常略去不寫。

相關性質

非負最小剩餘有下面的性質(各式中
都是整數,且b>0,b略去未寫):
1.兩個整數和的非負最小剩餘,等於這兩個整數各自的非負最小剩餘的和的非負最小剩餘,即
2.兩個整數差的非負最小剩餘,等於這兩個整數各自的非負最小剩餘的差的非負最小剩餘,即
3.兩個整數積的非負最小剩餘,等於這兩個整數各自的非負最小剩餘的積的非負最小剩餘,即

相關概念

同餘式

在整數與它們被一個已知的正整數m除的餘數的關係中來討論同餘式,m叫做模。
如果與兩個整數
和b對應的是同一個餘數r,則它們就被叫做對於模m同餘。
對於模m同餘的數
和b寫成
而且讀做:對於模m,
與b同餘。
和b對於模m的同餘性,等價於:
1.
可以表成
,這裡
是整數。
2.
被m除盡。

完全剩餘組

a.對於模m同餘的數組成由模m決定的數類。
從這個定義知道,與同一個類的所有數對應的是同一個餘數
,而且只要在式子
里讓q通過所有的整數,我們就得到這個類里的所有數。
對應於
的m個不同的值,我們有m個由模m決定的數類。
b.一個類的任意數,對於同一個類的所有數而言,都叫做模m的剩餘,當q=0時,我們得到的剩餘正好等於餘數
,叫做非負的最小剩餘
按絕對值說最小的剩餘
叫做絕對的最小剩餘
c.對於模m兩兩不同餘的任意m個數,組成這個模的完全剩餘組。
實際上,由於不同餘的緣故,這些數屬於不同的類,而因它們的個數m正好是類的個數,所以在每個類里正好有一個數。
d.如果
,而且
通過模m的完全剩餘組,則
(b是任意整數)也通過模m的完全剩餘組。

與模互素的剩餘組

a.模m的同一個類里的數與模有同一個最大公約數。特別重要的是這個公約數等於1的類,即包含著與模互素的數的類。
從每個這樣的類取一個剩餘,我們得到與模m互素的剩餘組。因此,可以取完全剩餘組裡與模互素的數來組成與模互素的剩餘組。通常與模互素的剩餘組從非負的最小剩餘組
中分出。因為在這m個數中間,與m互素的有
個,所以與模互素的剩餘組裡數的個數,即包含與模互素的數的類的個數,是
例子:與模42互素的剩餘組是
1,5,11 ,13,17,19,23,25,29,31,37,41
b.對於模m兩兩不同餘的任意
個與模互素的數,組成一個與模m互素的剩餘組。
實際上,由於不同餘而且與模互素的緣故,這些數屬於不同的包含與模互素的數的類,而因為它們的個數
正好是這種樣子的類的個數,所以在每個類里正好有一個數。
c.如果
,而且x通過與模m互素的剩餘組,則ax也通過與模m互素的剩餘組。

歐拉定理和費馬定理

a.當
時,我們有(歐拉定理)
實際上,如果x通過從非負的最小剩餘得來的與模互素的剩餘組
則ax的非負的最小剩餘組
也是這樣的組,只是一般說來次序有變動罷了。
b.當p是素數而且
不被p除盡時,我們有(費馬( Fermat)定理)
這定理是定理a當m=p時的推論,這個定理可以給予更便利的形式,那就是說,在上述同餘式兩邊乘上a,我們得到同餘式
它對於所有的整數a都正確,因為當a是p的倍數時它也成立。

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