数论学习之欧几里得的应用

    xiaoxiao2021-04-15  37

    扩展欧几里德算法的应用:1.求二元一次方程 ax + by = c 的整数解

    定理:对于整数方程ax + by = c,若c mod Gcd(a, b) == 0,则该方程存在整数解,否则不存在整数解。

        设d = gcd(a,b), a' = a/d,  b' = b/d, 则方程变形为 d(a'x + b'y) = c     若方程有整数解,则 d|c, 否则无解.     设c' = c/d, 则方程 ax + by = c等价于 a'x + b'y = c'     因为gcd(a',b') = 1, 则我们可以求得 a'x + b'y = gcd(a',b') = 1 的解,

        即 ax + by = gcd(a,b) = d的解 x,y。     则c'x, c'y就是 ax + by = c 的一组解。     xx = c'x + b't,  yy = c'y - a't   t∈Z就是所有满足条件的解。

    #include<cstdio>    int x,y,a,b,c;    int extended_euclid(int a,int b,int &x,int &y)    {        if(b==0)  //即gcd(a,b)=a         {            x=1;y=0;            return a;        }        int n=extended_euclid(b,a%b,x,y);  //最大公约数相等          int k=x;        x=y;        y=k-a/b*y;        return n;    }        bool kk(int a,int b,int c,int &x,int &y)  //ax+by=c     {        int n=extended_euclid(a,b,x,y);        if(c%n) return 0;  //c不是最大公约数时无解          int k=c/n;        x*=k;y*=k;        return 1;    }    int main()  {      scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);      if(!kk(a,b,c,x,y)) printf("Impossible\n");      else printf("x=%d y=%d\n",x,y);      return 0;  } 

    之前的是摘抄,下面都是自己的感悟: 求解方程 a*x ≡ b (mod n)

    ð      a*x – y*n = b,这个就是二元一次方程组,用扩欧

    ð      如果方程有解,则b%(gcd(a,b))==0,如果不为0,则代表无解

    ð      否则用扩欧(a,n,x,y);,解出一组x,y  代表a*x – y*n = b

     

    下面给出一份求解a*x ≡ 1 (mod b) 的最小整数解的代码

    #include <iostream>

    #include <stdio.h>

    #include <algorithm>

    using namespace std;

    int ex1 (int a,int b,int &x,int &y)

    {

             if (b == 0)

             {

                       x = 1,y = 0;

                       return a;

             }

             else

             {

                       int gcd1 = ex1(b,a%b,x,y);//

                       int k = x;

                       x = y;

                       y = k-(a/b)*y;

                       return gcd1;

             }

    }

    int main ()

    {

        int a,b,x,y;

        cin >>a>>b;

        int ans = ex1 (a,b,x,y);

        if (1%ans!=0)cout <<"No answer"<<endl;

        else

        {

            x = x%b;

            while (x<0)x+=b;

            cout <<x<<endl;

        }

        return 0;

    }

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