最近刚刚学了剩余类和完全剩余系,进行了简单的总结,如果理解错误,欢迎大牛指出!!
剩余类和完全剩余系:
定义1:取定m>0,任意的r∈Z,设r mod m ={qm+r|q=0,±1,±2,.....}
把r mod m 称为模m的一个剩余类,除以m后余数相等的记为一类,同余同类,不同于不同类。(只要取定一个m,那么就可以将所有的整数分为m个剩余类,任意的r只要是对m取模相同,则在同一个剩余类里面)
定理1 取定m>0,则
1)任意的a∈Z,a恰在模m的一个剩余类 r mod m,r=0,1,2,....m-1中。(即将所有整数分为m份,放入不同的剩余类中)
2)任意的x,y∈Z,x,y在模m的同一个剩余类(x≡y mod m)
特点:由定理1,给定模m,
·任意r,s∈Z, r mod m =s mod m或 r mod m ∩ s mod m = ∅
·恰有 m 个不同的模m的剩余类 0 mod m,1 mod m......(m-1) mod m。
·Z=∑ i mod m i∈【0,m-1】。
例子:
设S={a1,a2,....an},其中ai都是整数,证明存在S的一个非空子集,其各个元素的和被n整除。
证:(运用了鹊巢原理)考虑n个整数 S1=a1,S2=a1+a2,...... , Sn=a1+a2+...an,若Si被n整除,则Si符合,若没有是
被n整除(即Si∉0 mod n),那么S1,S2,....,Sn 中必有两数在模 n 的同一个剩余类中,那么这两数只差就是n的倍数。
不妨设 Si≡Sj(mod n),i
定义2:一组数a0,a1,.....,am-1 称为模m 的一个完全剩余系,如果 ai∈i mod m,i=0,1,2,...,m-1。(因为完全剩余系里面两两各不相同)
设 a1,a2,...,am 是模m的一个完全剩余系,则
·如果 ai≡aj(mod m), 就有 i=j,ai=aj 。
常用的完全剩余系
·0,1,.....,m-1称为模m的非负最小完全剩余系
· m 为奇数时,
-(m-1)/2 , -(m+1)/2 , ... , -1 , 0 , 1 , ... , (m-1)/2
· m为偶数时,
① -m/2, -m/2+1 , ... , -1 , 0 , 1 , ... , m/2-1
②-m/2+1 , ... , -1 , 0 , 1 , ... , m/2-1 , m/2
称为模m 的绝对最小完全剩余系。
完全剩余系的判定及构造:
定理2 一组数a1,a2 , ... , ak 是模m的一个完全剩余系
{k=m }
{a1 , a2 , ... , ak对模m两两互不同余}
定理3 若a1 , a2 , ... ,am 是模m的一个完全剩余系, 则ka1, ka2,...,kam 也是模
m的一个完全剩余系。
定理4 设(k,m)=1,b∈Z, 若a1,a2, ... , am 是模m的一个完全剩余系,则
ka1+b , ka2+b , ... , kam+b(运用了定理3,然后都加上b相当于同时全部元素移动了b步)
也是模m的一个完全剩余系。
定理5 设(m1,m2)=1,若x1,x2分别通过模m1,m2的一个完全剩余系,则m1x2+m2x1通过模m1m2的一个完全剩余系。
证:(m1x2+m2x1)%m1m2=x2%m2+x1%m1
附上一道acm题:
题解是转载别人博客里的。网址:http://blog.csdn.net/tsaid/article/details/7385406
题意:老师给N个学生发糖,第x次发糖发给编号为 f(x) 的学生。可以推知:f(x) = x * (x+1) / 2 % N(学生号为 0, 1, 2, 3, ```N-1 )
现在问你是否每个学生都能得到至少一颗糖。
题解:要使每个学生都至少得到一颗糖,那么f(x) 应该构成模N的完全剩余系。
那么这个问题的反面就是在什么情况下,f(x) 不能构成模N的完全剩余系。
我们知道若存在 x != y, 使得 f(x) = f(y),那么f(x)边不能构成模N的完全剩余系。
若f(x) = f(y), 推出 x * (x+1) / 2 % N = y * (y+1) / 2 % N, 推出 (x+y+1)(x-y) / 2 = 0 % N
这样可以假设 N^t = (x+y+1)(x-y)/2,于是这个等式成立的条件便是f(x) = f(y)成立的条件。
下面我们具体分析:
首先给出两个显而易见的结论:
(1).任意一个偶数都可以表示成 b * 2^e 的形式(b为奇数)
(2).(x+y+1)与(x-y)中必定一个是偶数一个是奇数
假如 N^t = (x+y+1)(x-y)/2
1.若N是奇数,那么N^t 还是奇数,于是我们一定可以找到适当的x,y,t使得 (x+y+1)(x-y)/2 = N^t,例如令 x = y + 2, 得 y + 3 = N^t,
得 y = N^t - 3。 所以在这种情况下f(x) = f(y),不能构成完全剩余系。
2.若N是2的幂,令N=2^e, 那么N^t = 2^(e*t) 为偶数,而(x+y+1)(x-y)/2是奇数,显然不可能存在x,y,t使得 N^t = (x+y+1)(x-y)/2。所以在这种情况下f(x) != f(y) 可以构成完全剩余系。
3.若N是形如 b * 2^e 的偶数,那么 N^t = b^t * 2^(e*t)。
令(x+y+1) = b^t, (x-y)/2 = 2^(e*t)
即(x+y+1) = b^t //一式
(x-y) = 2^(e*t+1) //二式
解一式二式构成的方程组,得到 2x = 2^(e*t+1) + b^t - 1,左右均为偶数,显然x是有解的,那么y也是有解的。所以在这种情况下f(x) = f(y),不能构成完全剩余系。
注意上面的式子并不是一般的式子,我们只是用它们来判断存在性,由 N^t = (x+y+1)(x-y)/2这一假设引出的,是由结果到原因的推导,并不能随意的求解。例如 2x = 2^(e*t+1) + b^t - 1,假如一边是奇数,一边是偶数,那么x显然是无解的。
#include
int main()
{
int n;
while ( scanf("%d",&n) != EOF )
{
if ( n & ( n - 1 )) printf("NO\n"); //这个方式判断n是否是2的幂,还是蛮巧妙的。
else printf("YES\n");
}
return 0;
}
//没想到那么短……
目前理解到这里= =...