脚本宝典收集整理的这篇文章主要介绍了剩余类、完全剩余系和简化剩余系,脚本宝典觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。
给定一个正整数 (n),把所有整数根据模 (n) 的余数 (rin[0,n-1]) 分为 (n) 类,每一类数都是诸如 (C_r=n*x+r, xin Z) 的形式,这样的一类数所构成的一个集合称为模 (n) 的剩余类。
例如我们取 (n=1145, r=14),则 (C_{14}=1145x+14),为模 (1145) 的剩余系,(-1131,14,1159) 都是其中的元素。
剩余类的性质都很显然,没什么好说的,直接过了。
给定一个正整数 (n),有 (n) 个不同的模 (n) 的剩余类,从这 (n) 个不同的剩余类中各取出一个元素,总共 (n) 个数,将这些数构成一个新的集合,则称这个集合为模 (n) 的完全剩余系。
例如我们取 (n=5),则 ({0,1,2,3,4}) 是一个模 (5) 的完全剩余系,({5,1,8,-3,14}) 也是一个模 (5) 的完全剩余系。
对于一个模 (n) 的完全剩余系 (r),若有 (ain Z, bin Z),且 (gcd(n,a)=1),则 (a*r_i+b (iin[0,n-1])) 也构成一个模 (n) 的完全剩余系。
证明:
命题 (1) :如果 (r) 是一个模 (n) 的剩余系,那 (r_i+b) 一定也构成一个模 (n) 的完全剩余系。
反证法,若 (r_i+b) 不构成一个模 (n) 的完全剩余系,则存在两个元素同余 (n),即有 (r_x+bequiv r_y+bpmod n),同余式两边同时减去 (b),有 (r_xequiv r_ypmod n),与 (r) 是一个模 (n) 的剩余系这一前提矛盾,命题 (1) 得证。
命题 (2):若 (r) 是一个模 (n) 的完全剩余系,对于任意的整数 (a),若有 (gcd(a,n)=1),则 (a*r_i) 也构成一个模 (n) 的完全剩余系。
同样是反证法,若结论不成立,则有 (a*r_xequiv a*r_ypmod n),因为 (gcd(a,n)=1),所以一定存在 (amod p) 的逆元 (inv(a)),同余式两边同时乘以 (inv(a)),则有 (r_xequiv r_ypmod n),与前提矛盾,命题 (2) 得证。
这俩个命题都得证,所以 (a*r_i) 构成一个模 (n) 的完全剩余系,(a*r_i+b) 也构成一个模 (n) 的完全剩余系,故性质得证。
给定一个正整数 (n),有 (varphi(n)) 个不同的、模 (n) 的余数 (r) 与 (n) 互质的剩余类,从这 (varphi(n)) 个剩余类中各取出一个元素,总共 (varphi(n)) 个数,将这些数构成一个新的集合,则称这个集合为模 (n) 的完全剩余系。
例如我们取 (n=10),则 ({1,3,7,9}) 是一个模 (10) 的简化剩余系;取 (n=5),则 ({1,8,7,14}) 是一个模 (5) 的简化剩余系,显然模 (n) 的简化剩余系中所有的数都与 (n) 互质。
对于一个模 (n) 的完全剩余系 (r),若有 (ain Z) 且 (gcd(n,a)=1),则 (a*r_i) 也构成一个模 (n) 的完全剩余系。证明跟上面的差不多,反证就完了嗷。
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