• 二元一次不定方程和最大公约数笔记


     问题描述:

         1)求满足ax+by=gcd(a,b)的x,y整数解。

         2)形如ax+by=gcd(a,b)的二元一次不定方程有没有整数解

         3)如果有解,如何求解

         4)有多少个解,能否用一个公式来形式化描述所有解。

         5)用计算机求解

         求解22x+60y=gcd(22,60)=2;

         首先利用欧几里得算法求解gcd(22,60)。如下

         设a=60,b=22.

        a=60=2*22+16;  移项: 16=a-2*22=a-2b;

        b=22=1*16+6;   移项:  6=b-16=b-(a-2b)=3b-a;

        16=2*6+4;         移项:4=16-2*6=a-2b-2*(3b-a)=3a-8b;

         6=1*4+2;          移项:  2=6-1*4=3b-a-(3a-8b)=11b-4a;

         4=2*2+0;

        

         最终得到2=11b-4a=-4*60+11*20.因此x=11,y=-4。

         将x=11,y=-4代回原方程,验证结果是否正确:11*22+60*(-4)=242-240=2。结果正确。

        

       事实上,形如x=11+60k,y=-4-22k都是22x+60y的解。验证一下:

       22*(11+60k)+60(-4-22k)=242+22*60k-242-60*22k=2。

      因此,x=11+60k,y=-4-22k。确实是22x+60y=gcd(22,60)的解

       

    接下来,很重要的一个问题就是,形如 x=11+60k,y=-4-22k的解是否涵盖22x+60y=2的所有解。

        

    线性方程定理 :

      设a,b是一个非零整数,g=gcd(a,b)。方程ax+by=g.至少有一个解(x1,y1)。且其他解可由(x1+k*a/g,y1-k*b/g)得到。

      

    算法描述

      Extended-euclid(a,b)

            if b=0

                return (a,1,0);

            (d1,x1,y1)=extended-euclid(b,a mod b)

            (d,x,y)=(d1,y1,x1-(a/b)y1)

            return (d,x,y)

    参考资料:

       数论概论第6章

       算法导论第31章

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/francisYoung/p/3720389.html
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