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      中國剩余定理學(xué)習(xí)筆記

      給定 \(n\) 組非負(fù)整數(shù) \(a_i, b_i\),其中 \(b_i\) 兩兩互質(zhì),求解關(guān)于 \(x\) 的方程組的最小非負(fù)整數(shù)解。
      \(\begin{cases} x \equiv b_1\ ({\rm mod}\ a_1) \\ x\equiv b_2\ ({\rm mod}\ a_2) \\ ... \\ x \equiv b_n\ ({\rm mod}\ a_n)\end{cases}\)

      這樣的題怎么做呢?首先給出中國剩余定理的流程:

      1. 計算出所有 \(a_i\) 的積 \(s\)
      2. 計算出 \(m_i=s\div a_i\)
      3. 計算出 \(m_i\) 關(guān)于 \(a_i\) 的逆元 \(x_i\)
      4. 計算出 \(x_0=\sum\limits_{i=1}\limits^{n}{m_i\times x_i\times b_i}\bmod s\)

      證明:首先知道最后的通解一定是 \(x=x_0+k\times s\)。然后再證明 \(\forall i\in [1,n],x_0\equiv b_i\pmod{a_i}\)\(\forall j\in [1,n]\And j\ne i\),因為 \(m_j\equiv 0\pmod{a_i}\),所以 \(m_j\times x_j\times b_j\equiv 0\pmod{a_i}\),所以 \(x_0=\sum\limits_{i=1}\limits^{n}{m_i\times x_i\times b_i}\bmod s\equiv m_i\times x_i\times b_i\equiv 1\times b_i\equiv b_i\pmod{a_i}\)。□

      那我們就求出了原同余方程組的一個最小非負(fù)整數(shù)解。

      inline void exgcd(ll &x,ll &y,ll a,ll b){
      	if(!b){x=1;y=0;return;}
      	exgcd(y,x,b,a%b);y-=a/b*x;
      }
      ll n,a[20],b[20],s=1,ans=0;
      int main(){
      	cin>>n;
      	for(ll i=1;i<=n;i++)cin>>a[i]>>b[i],s*=a[i];
      	for(ll i=1,x,y;i<=n;i++){
      		exgcd(x,y,s/a[i],a[i]);
      		ans=(ans+b[i]*s/a[i]*x%s)%s;
      	}
      	cout<<(ans%s+s)%s;
      	return 0;
      }
      
      posted @ 2023-05-09 20:36  lrxQwQ  閱讀(39)  評論(0)    收藏  舉報
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