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辗转相除法

整数的性质

日本学年参考:数学A

学习内容

本节学习利用两数相除的余数,高效求解两个整数最大公约数的辗转相除法。该方法在处理难以进行质因数分解的大整数时非常实用。在学习本内容前,建议先理解带余除法以及余数的基本性质。

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要点

这是表示整数带余除法的基本等式。当整数 aa 除以正整数 bb 时,商为 qq,余数为 rr,且余数满足 0≤r<b0 \le r < b。

a=bq+r(0≤r<b)a = bq + r \quad (0 \le r < b)

用于高效求解两个大整数的最大公约数。aa 与 bb 的最大公约数,等于除数 bb 与余数 rr 的最大公约数。

gcd⁡(a,b)=gcd⁡(b,r)\gcd(a, b) = \gcd(b, r)

该式表明存在整数解 xx 与 yy 使其线性组合等于最大公约数 gcd⁡(a,b)\gcd(a, b)。通过逆推辗转相除法的除法步骤,可以求出一组符合条件的解 (x,y)(x, y)。

ax+by=gcd⁡(a,b)ax + by = \gcd(a, b)

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