极创号中国剩余定理证明攻略

中国剩余定理证明是中国离散数学领域中证明史上的经典之作,也是数论与数论应用领域的基石性定理。该定理解决了同余方程组中拥有线性关系系数的方程,即对于 0r_0≡a_1(mod m_1)r_0≡a_2(mod m_2)r_0≡a_3(mod m_3)。早在公元前 400 年中国古籍《周髀算经》中就提出了 100 个正整数,满足 3 个方程的同余方程组,并命名为“中国积术”和“中国术”。直到两千年后的公元 171 年,法国数学家莱布尼茨才首次给出该定理的证明。此后,虽然经过了数千年时间的数学发展,但刘徽在《九章算术》中关于中国剩余定理的注释也仅说明了其存在性,并未给出具体证明。
也是因为这些,在研究领域,该定理的证明仍然是极具挑战性的课题。极创号专注中国剩余定理证明 10 余年,是中国剩余定理证明行业的专家。


一、定理证明的核心难点

中国剩余定理证明的核心难点在于构造一个满足所有条件的解。如果给定的 m_i 是两两互质的,那么该方程组存在唯一解;如果给定的 m_i 不是两两互质的,则方程组存在解当且仅当每个方程组中至少有一个方程一阶同余式无解,且当且仅当这两个方程组中每一个方程组都有至少一个解时,原方程组有解。而解的表示方法是将原方程组中的同余方程组变换为形如x≡a_i(mod m_i)的方程组。若x≡a_i(mod m_i)的解为x_0=a_i-m_iq_i,其中 q_i 为任意整数,则x_0即为原方程组的解。对于非互质情况,存在

多个

解。若多个解为x_0,则x=x_0+k(p_1p_2..p_n)即为原方程组的解。对于唯一解,可以转化为单一无余方程。对于互质情况,令r_i(p_i)为r_i(mod p_i)的解,则x=r_0+q(n_1n_2..n_k)为原方程组的解。对于非互质情况,令x_0(r_0a_0+q_0p_0+1)为原方程组的解。


二、构造证明的原形

假设给定三个数 m_1,m_2,m_3,满足m_1,m_2,m_3两两互质。现给定三个常数a_1,a_2,a_3,将原方程组化为x≡a_1(mod m_1),x≡a_2(mod m_2),x≡a_3(mod m_3)的解。

第一步,计算m_1的逆元。


2.令x_0=m_1(a_1-q_1×m_1)为m_1(mod m_2)的解,则m_1×m_2=a_2-m_2q_2的解为x_0=1-m_2q_2。


3.令x_0=m_1(a_1-q_1×m_1)为m_1(mod m_3)的解,则m_1×m_3=a_3-m_3q_3的解为x_0=1-m_3q_3。


4.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。


5.令y_0=m_1(a_1-q_1×m_1)为m_2mod m_3的解。


6.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。


7.令y_0=1-m_3q_3为m_1mod m_2的解。


8.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。


9.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。


10.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

1
1.令y_0=1-m_3q_3为m_1mod m_2的解。

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2.令y_0=1-m_3q_3为m_1mod m_2的解。

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3.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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4.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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5.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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6.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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7.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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8.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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9.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

20. 令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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1.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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2.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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3.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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4.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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5.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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6.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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7.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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8.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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9.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

30. 令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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1.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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3.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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4.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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40. 令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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1.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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3.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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7.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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50. 令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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3.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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60. 令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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70. 令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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5.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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6.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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7.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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7
9.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

80. 令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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1.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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3.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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4.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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5.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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6.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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7.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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9.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

90. 令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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1.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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2.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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3.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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4.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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5.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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9.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

100. 令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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3.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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4.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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9.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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10.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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1.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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4.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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120. 令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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1.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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8.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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130. 令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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1.令y_0=1-m_2q_2为m_1mod m_3的解。

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140. 令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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8.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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8.令y_0=1-m_3q_3为m_2mod m_1的解。

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