同余与同余方程

同余法解不定方程

1.求证:方程x?2xy?5z?3?0无整数解.

证明:由x?2xy?5z?3?0得(x?y)?y?5z?3. 由于0?0 (mod5)； 0?0 (mod5)； 12?1 (mod5)； 14?1 (mod5)； 22?4 (mod5)； 24?1 (mod5)； 3?4 (mod5)； 3?1 (mod5)； 42?1 (mod5)； 44?1 (mod5).

因此,对任意的整数y都有y?5z?3?2或3 (mod5).

但,对任意的整数x,y,都有(x?y)?0或1或4 (mod5).故,原方程无整数解. 2.求证:方程x1?x2???x14?1999无整数解.

证明:由于对任意整数k,都有(2k?1)?16k(k?1)?8k(k?1)?1?1 (mod16), 对任意整数k,都有(2k)?16k?0 (mod16). 因此,对任意整数x,都有x?0或1 (mod16).

所以,对任意整数x1,x2,?,x14,都有x1?x2???x14?0,1,2,?,14 (mod16).

同余的性质及应用

1 引言

数论的一些基础内容的学习，一方面可以加深对数的性质的了解，更深入的理解某些其他邻近学科，另一方面，可以加强数学训练.而整数论知识是学习数论的基础，其中同余理论有时整数论的重要组成部分，所以学好同余理论是非常重要的.

在日常生活中，我们所要注意的常常不是某些整数，而是这些数用某一固定的数去除所得的余数，例如我们问现在是几点钟，就是用24去除某一个总的时数所得的余数；问现在是星期几，就是问用7去除某一个总的天数所得的余数，假如某月2号是星期一，用7去除这月的号数，余数是2的都是星期一.

我国古代孙子算经里已经提出了同余式xb1(modm1),xb2(modm2),?,

xbk(modmk)这种形式的问题，并且很好地解决了它.宋代大数学家秦九韶在他的《数

学九章》中提出了同余式x?Mi1(modmi), i?1,2,...,k, mi是k个两两互质的正整数，

m?m1m2...mk,m?miMi的一般解法.

同余性质在数论中是基础，许多领域中一些著名的问题及难题都是利用同余理论及一些深刻的数学概念，方法，技巧求解.例如，数论不定方程中的费尔马问题，拉格朗日定理的证明堆垒数论中的华林问题，解析数论中，特征函数基本性质的推导等等

第五章 同余方程

本章主要介绍同余方程的基础知识，并介绍几类特殊的同余方程的解法。

第一节 同余方程的基本概念

本节要介绍同余方程的基本概念及一次同余方程。 在本章中，总假定m是正整数。

定义1 设f(x) = anxn ? ? ? a1x ? a0是整系数多项式，称

f(x) ? 0 (mod m) (1)

是关于未知数x的模m的同余方程，简称为模m的同余方程。 若an??0 (mod m)，则称为n次同余方程。

定义2 设x0是整数，当x = x0时式(1)成立，则称x0是同余方程(1)的解。凡对于模m同余的解，被视为同一个解。同余方程(1)的解数是指它的关于模m互不同余的所有解的个数，也即在模m的一个完全剩余系中的解的个数。

由定义2，同余方程(1)的解数不超过m。 定理1 下面的结论成立：

(ⅰ) 设b(x)是整系数多项式，则同余方程(1)与

f(x) ? b(x) ? b(x) (mod m)

等价；

(ⅱ) 设b是整数，(b, m) = 1，则同余方程(1)与

bf(x) ? 0 (mod m)

等价；

(ⅲ) 设m是素数，f(x) = g(x)h(x)，g(x)与h(x)都

同余法解题

一、知识要点

在平时解题中，我们经常会遇到把着眼点放在余数上的问题。如：现在时刻是7时30分，再过52小时是几时几分？我们知道一天是24小时，52÷24=2??4，也就是说52小时里包含两个整天再加上4小时，这样就在7时30分的基础上加上4小时，就是11时30分。很明显这个问题的着眼点是放在余数上了。

1、 同余的表达式和特殊符号:37和44同除以7，余数都是2，把除数7称作“模7”，37、44对于模7同余。 记作：37≡44(mod7),“≡”读作同余。一般地，两个整数A和B，除以大于1的自然数M所得的余数相同，就称A、B对于模M同余，记作：A≡B(modM) 2、同余的性质

（1）A≡A(modM)（每个整数都与自身同余，称为同余的反身性。） （2）若A≡B(modM)，那么B≡A(modM)（这称作同余的对称性）

（3）若A≡B(modM)，B≡C(modM)，则A≡C(modM)（这称为同余的传递性）

（4）若A≡B(modM)，C≡D(modM)，则A±C≡B±D(modM)（这称为同余的可加性、可减性）则A×C≡B×D(modM)（称为同余的可乘性）

（5）若A≡B(modM)，则An≡Bn (modM)，n为正整数，

第六讲 数论之同余定理、个位律 射雕英雄传第29回写到,黄蓉给瑛姑出了三道算题.其中第三题是想 所谓的“鬼谷算题”:今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七 挑七数之剩二,问物几何? 战 这个其实是我国古代比较有名的一道题.你能答出黄蓉的这道题 吗？ 吗 ？ 回顾

【例1】 （北大附中入学测试题）有一个自然数，用它分别去除63，90，130都有余数，这三个余数的和是25。这三个余数中最大的一个是多少？

【例2】 （人大附中入学测试题）一个两位数被它的各位数字之和去除，问余数最大是多少？

专题

题型一、余数规律

余数定理：

a：两数的和除以m的余数等于这两个数分别除以m的余数和。

实例：7÷3=?1，5÷3=?2，这样（7+5）÷3的余数就等于1+2=3，所以余0。 b: 两数的差除以m的余数等于这两个数分别除以m的余数差。

实例：8÷3=?2，4÷3=?1，这样（8-4）÷3的余数就等于2-1=1，所以余1。 如果是（7-5）÷3呢? 会出什么问题？

c: 两数的积除以m的余数等于这两个数分别除以m的余数积。

实例：7÷3=?1，5÷3=?2，

数论之同余问题

余数问题是数论知识板块中另一个内容丰富，题目难度较大的知识体系，也是各大杯赛小升初考试必

考的奥数知识点，所以学好本讲对于学生来说非常重要。

余数问题主要包括了带余除法的定义，三大余数定理（加法余数定理，乘法余数定理，和同余定理），

知识点拨：

三大余数定理：

1.余数的加法定理

a与b的和除以c的余数，等于a,b分别除以c的余数之和，或这个和除以c的余数。 例如：23，16除以5的余数分别是3和1，所以23+16=39除以5的余数等 于4，即两个余数的和3+1.

当余数的和比除数大时，所求的余数等于余数之和再除以c的余数。 例如：23，19除以5的余数分别是3和4，故23+19=42除以5的余数等于3+4=7除以5的余数，即2.

2.余数的乘法定理

a与b的乘积除以c的余数，等于a,b分别除以c的余数的积，或者这个积除以c所得的余数。 例如：23，16除以5的余数分别是3和1，所以23×16除以5的余数等于3×1=3。 当余数的和比除数大时，所求的余数等于余数之积再除以c的余数。

例如：23，19除以5的余数分别是3和4，所以23×19除以5的余数等于3×4除以5的余数，即2. 3.同余定理

若两个整数a、b被自然数m

第六讲 数论之同余定理、个位律 射雕英雄传第29回写到,黄蓉给瑛姑出了三道算题.其中第三题是想 所谓的“鬼谷算题”:今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七 挑七数之剩二,问物几何? 战 这个其实是我国古代比较有名的一道题.你能答出黄蓉的这道题 吗？ 吗 ？ 回顾

【例1】 （北大附中入学测试题）有一个自然数，用它分别去除63，90，130都有余数，这三个余数的和是25。这三个余数中最大的一个是多少？

【例2】 （人大附中入学测试题）一个两位数被它的各位数字之和去除，问余数最大是多少？

专题

题型一、余数规律

余数定理：

a：两数的和除以m的余数等于这两个数分别除以m的余数和。

实例：7÷3=?1，5÷3=?2，这样（7+5）÷3的余数就等于1+2=3，所以余0。 b: 两数的差除以m的余数等于这两个数分别除以m的余数差。

实例：8÷3=?2，4÷3=?1，这样（8-4）÷3的余数就等于2-1=1，所以余1。 如果是（7-5）÷3呢? 会出什么问题？

c: 两数的积除以m的余数等于这两个数分别除以m的余数积。

实例：7÷3=?1，5÷3=?2，

第六讲 数论之同余定理、个位律 射雕英雄传第29回写到,黄蓉给瑛姑出了三道算题.其中第三题是想 所谓的“鬼谷算题”:今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七 挑七数之剩二,问物几何? 战 这个其实是我国古代比较有名的一道题.你能答出黄蓉的这道题 吗？ 吗 ？ 回顾

【例1】 （北大附中入学测试题）有一个自然数，用它分别去除63，90，130都有余数，这三个余数的和是25。这三个余数中最大的一个是多少？

【例2】 （人大附中入学测试题）一个两位数被它的各位数字之和去除，问余数最大是多少？

专题

题型一、余数规律

余数定理：

a：两数的和除以m的余数等于这两个数分别除以m的余数和。

实例：7÷3=?1，5÷3=?2，这样（7+5）÷3的余数就等于1+2=3，所以余0。 b: 两数的差除以m的余数等于这两个数分别除以m的余数差。

实例：8÷3=?2，4÷3=?1，这样（8-4）÷3的余数就等于2-1=1，所以余1。 如果是（7-5）÷3呢? 会出什么问题？

c: 两数的积除以m的余数等于这两个数分别除以m的余数积。

实例：7÷3=?1，5÷3=?2，

知识点、典例、练习

应用同余问题

一、基础知识

同余这个概念最初是由伟大的德国数学家高斯发现的。同余的定义是这样的：

两个整数a，b，如果它们除以同一自然数m所得的余数想同，则称a，b对于模m同余。记作：a≡b（mod ｍ）。读做：ａ同余于ｂ模ｍ。比如，12除以5，47除以5，它们有相同的余数2，这时我们就说，对于除数5，12和47同余，记做12≡47（mod 5）。 同余的性质比较多，主要有以下一些：

性质（1）：对于同一个除数，两个数之和（或差）与它们的余数之和（或差）同余。比如：32除以5余数是2，19除以5余数是4，两个余数的和是2+4=6。“32+19”除以5的余数就恰好等于它们的余数和6除以5的余数。也就是说，对于除数5，“32+19”与它们的余数和“2+4”同余，用符号表示就是：32≡2（mod 5），19≡4（mod 5），32+19≡2+4≡1（mod 5）

性质（2）：对于同一个除数，两个数的乘积与它们余数的乘积同余。

性质（3）：对于同一个除数，如果有两个整数同余，那么它们的差就一定能被这个除数整除。 性质（4）：对于同一个除数，如果两个整数同余，那么它们的乘方仍然同余。

应用同余性质几萼体的关键是要在正确理解的基础上灵活运用同余性质。

小学奥数同余问题

同余问题（一）

在平时解题中，我们经常会遇到把着眼点放在余数上的问题。如：现在时刻是7时30分，再过52小时是几时几分？我们知道一天是24

小时，

，也就是说52小时里包含两个整天再加上4小时，这样就在7

时30分的基础上加上4小时，就是11时30分。很明显这个问题的着眼点是放在余数上了。

1. 同余的表达式和特殊符号

37和44同除以7，余数都是2，把除数7称作“模7”，37、44对于模7同余。

记作：（mod7） “”读作同余。

一般地，两个整数a和b，除以大于1的自然数m所得的余数相同，就称a、b对于模m同余，记作：

2. 同余的性质

（1）（每个整数都与自身同余，称为同余的反身性。）

（2）若，那么（这称作同余的对称性）

（3）若性）

（4）若，，则（这称为同余的传递，，则（）（这称为同余的可加性、可减性）

（称为同余的可乘性）

（5）若有趣的现象：

如果 ，则，n为正整数，同余还有一个非常

小学奥数同余问题

那么（的差一定能被k整除）

这是为什么呢？

k也就是的公约数，所以有

下面我们应用同余的这些性质解题。

【例题分析】

例1. 用412、133和257除以一个相同的自然数，所得的余数相同，这个自然数最大是几？

分析与解答：

假设这个自然数是a，