裴蜀定理、扩展欧几里得算法及其证明

2022-08-31 15:20:41 浏览数 (1)

定理

裴蜀定理(贝祖定理)是一个关于最大公约数的定理。

裴蜀定理说明了对任何整数a,b和它们的最大公约数d,关于未知数x和y的线性不定方程:若a,b是整数,且gcd(a,b)=d,那么对于任意的整数x,y,ax by都一定是d的倍数,特别的,一定存在整数x,y使ax by=d成立。

重要推论

a、b互质的充分必要条件是存在整数x,y使ax by=1。

证明

设d=gcd(a,b),则d∣a,d∣b。由整除性质可得,

设s为ax by的最小正值⋯⋯(1)

同理可证s∣b

证毕。

求不定方程的解

设d=gcd(a,b)

根据裴蜀定理可得到等式(贝祖等式):ax by=d

即可发现x,y更新规律。

扩展欧几里得算法代码实现

代码语言:javascript复制
int exgcd(int a,int b,int &x,int &y){
    if(b==0){
        x=1,y=0;
        return a;
    }
    int d=exgcd(b,a%b,x,y);
    int z=x;x=y;y=z-y*(a/b);
    return d;
}

Q.E.D.

0 人点赞