如何用中国剩余定理解同余方程组?恳请修正格式并解答
别担心格式问题,咱们一步步把这个中国剩余定理的求解过程补完,你已经完成了最关键的前期准备工作啦!
已知同余方程组对应的参数:$a_1=1$,$a_2=4$,$a_3=6$;$m_1=3$,$m_2=5$,$m_3=7$,你已经算出:
- $m = m_1 \times m_2 \times m_3 = 3 \times 5 \times 7 = 105$
- $M_1 = m/m_1 = 35$,$M_2 = m/m_2 =21$,$M_3 = m/m_3=15$(这里提个小细节:通常咱们会用$M_i$表示$m/m_i$,避免和原模数$m_i$混淆哦)
接下来的核心是求解每个$M_i$在模$m_i$下的逆元$x_i$,也就是满足$M_i x_i \equiv 1 \pmod{m_i}$的整数$x_i$,然后代入公式得到最终解。
步骤1:求解$x_1$,满足$35x_1 \equiv 1 \pmod{3}$
先简化$35$模$3$的结果:$35 = 11 \times 3 + 2$,所以$35 \equiv 2 \pmod{3}$,原式子变为:
$$2x_1 \equiv 1 \pmod{3}$$
找整数$x_1$使得$2x_1$除以3余1,很容易看出$x_1=2$,因为$2 \times 2 =4 \equiv1 \pmod{3}$。
步骤2:求解$x_2$,满足$21x_2 \equiv1 \pmod{5}$
简化$21$模$5$的结果:$21=4\times5+1$,所以$21\equiv1 \pmod{5}$,原式子变为:
$$1\times x_2 \equiv1 \pmod{5}$$
直接得出$x_2=1$。
步骤3:求解$x_3$,满足$15x_3 \equiv1 \pmod{7}$
简化$15$模$7$的结果:$15=2\times7+1$,所以$15\equiv1 \pmod{7}$,原式子变为:
$$1\times x_3 \equiv1 \pmod{7}$$
直接得出$x_3=1$。
步骤4:计算最终同余解
根据中国剩余定理,方程组的解为:
$$x \equiv a_1M_1x_1 + a_2M_2x_2 + a_3M_3x_3 \pmod{m}$$
代入所有数值:
$$
\begin{align*}
x &\equiv 1\times35\times2 + 4\times21\times1 +6\times15\times1 \pmod{105} \
&\equiv 70 + 84 +90 \pmod{105} \
&\equiv 244 \pmod{105}
\end{align*}
$$
计算$244$除以$105$的余数:$105\times2=210$,$244-210=34$,所以最终解为:
$$x \equiv34 \pmod{105}$$
验证结果
可以简单验证下:
- $34 \div3 =11\cdots\cdots1$,符合$a_1=1$
- $34\div5=6\cdots\cdots4$,符合$a_2=4$
- $34\div7=4\cdots\cdots6$,符合$a_3=6$
完全正确!
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Sandeep Gautam

