例:孙子算经
问题描述
今有物不知其数,三三数之余二;五五数之余三;七七数之余二。问物几何?
问题分析
答:二十三。
按现代同余理论来解:23≡2*70+3*21+2*15(mod 105)
为什么在这里要用这些余数去分别乘70,21,15呢?
这道题要先化为一个一次同余方程组:
说一下“≡”这个符号:
(1)恒等于号;(2)等价于号;(3)同余符号;(4)全等符号(相当于≌)。
而(3)中一般表示为:a≡b(mod i)
读作a同余于b模i。
(若X为这个方程组的解,那么X+105*k(k为整数)的解也相同,因为余数相等)
古人也有句古话(这好像有语病):三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,七子团圆月正半,除百零五便得知。
这句口诀其实已经告诉了我们要先解出这三个很特殊的同余方程组(但我还是得讲):
我们需要知道它们的特殊解。
在同余方程(1)中可以简化一下,相当于解这样一个同余方程:35y≡1(mod 3)。
因为我们可以看到(1)里x模5与7都是余数为0的,那么除以它们的最小公倍数是没问题的。
所以我们可以得到这里y是符合条件的数最小一个。
所以可以设想x=35y,得到变式2y≡1(mod 3),解得y≡2(mod 3).
所以x≡70(mod 105)。
再继续按这种方法得到(2),(3)的模105的解21,15,所以有:
得到式子:
中国剩余定理(正文)
有一组自然数m₁,m₂,m₃,...mₙ之间两两互素,且设N=m₁*m₂*m₃*...*mₙ,则得到同余方程组:
在模N同余的情况下有它的唯一解。