gcd(a,b)=gcd(b,a mod b) 证明:a可以表示成a = kb + r,则r = a mod b
假设d是a,b的一个公约数,则有 d|a(表示a能被d整除), d|b,而r = a - kb,因此d|r 因此d是(b,a mod b)的公约数
假设d 是(b,a mod b)的公约数,则 d | b , d |r ,但是a = kb +r 因此d也是(a,b)的公约数 因此(a,b)和(b,a mod b)的公约数是一样的,其最大公约数也必然相等
int Gcd(int a, int b) { if(b == 0) return a; return Gcd(b, a % b); }
当然你也可以写成迭代形式:
int Gcd(int a, int b) { while(b != 0) { int r = b; b = a % b; a = r; } return a; }
int exgcd(int a,int b,int &x,int &y) { if(b==0) { x=1, y=0; return a; } int res=exgcd(b,a%b,y,x); y-= a/b*x; return res; }
1,显然当 b=0,gcd(a,b)=a。此时 x=1,y=0;
2,ab!=0 时 设 ax1+by1=gcd(a,b); bx2+(a mod b)y2=gcd(b,a mod b);
根据朴素的欧几里得原理有 gcd(a,b)=gcd(b,a mod b);
则:ax1+by1=bx2+(a mod b)y2;
即:ax1+by1=bx2+(a-[a/b]*b)y2=ay2+bx2-(a/b)*by2;
根据恒等定理得:x1=y2; y1=x2-[a/b]*y2;
这样我们就得到了求解 x1,y1 的方法:x1,y1 的值基于 x2,y2.
上面的思想是以递归定义的,因为 gcd 不断的递归求解一定会有个时候 b=0,所以递归可以结束。
加法单位元是0,因为(0+a) mod m = a mod m;
乘法单位元是1,因为(1×a) mod m = a mod m
定义 对a∈Zm,存在b∈Zm,使得a+b ≡ 0 (mod m),则b是a的加法逆元,记b= - a。
定义 对a∈Zm,存在b∈Zm,使得a×b ≡1 (mod m),则称b为a的乘法逆元。
具体计算逆元时,计算加法逆元的方法是很显然的。 而对于乘法逆元:在mod m的操作下(即Zm中),a存在乘法逆元当且仅当a与m互质。
不定方程ab+mx=1的任意一组整数解(b,x),b就是a的乘法逆元。具体计算可用扩展欧几里得
例如:4关于模7的乘法逆元为多少?
4*X≡1(mod 7)
这个方程等价于求一个X和K,满足
4X=7K+1
其中X和K都是整数。
若ax=1 mod f 则称a关于模f的乘法逆元为x。也可表示为ax≡1(mod f)。
当a与f互素时,a关于模f的乘法逆元有唯一解。如果不互素,则无解。如果f为素数,则从1到f-1的任意数都与f互素,即在1到f-1之间都恰好有一个关于模f的乘法逆元。
例如,求5关于模14的乘法逆元:
14=5*2+4
5=4+1
说明5与14互素,存在5关于14的乘法逆元。
1=5-4=5-(14-5*2)=5*3-14
因此,5关于模14的乘法逆元为3。
求a关于m的 逆元
int Inv(int a,int m){ int d,x,y; d= Ext_gcd(a,m,x,y); if(d==1) return (x%m+m)%m; return -1; }
lucas 对组合数取模
lucas(n,m)=C(n%mod,m%mod)*lucas(n/mod,m/mod)%mod;
lucas(n,0)=1;
例题:hdu3037