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合同式で余りを処理する定石md 0944b20
reference/math/algebra/congruence-remainder-techniques.reference.n.md

合同式ごうどうしきcongruenceあまremainder処理しょりする定石じょうせき

date2026-07-11document_iddoc_1fdca0268edd9b829340ebad1600f22ddescription巨大な冪、整除、周期、一次合同式を、法の選択・代表元・逆元の条件確認によって処理する定石集。prerequisites整数の割り算 / 最大公約数 / 指数法則type定石集content_typereferencestatusactiverelateddata/lecture/math/algebra/congruences-and-remainders.lecture.n.md / data/lecture/math/abstract-algebra/congruences-and-modular-arithmetic.lecture.n.md / data/reference/math/algebra/gcd-and-linear-diophantine-techniques.reference.n.md / data/exercise/math/algebra/congruences-and-remainders.exercise.n.md
mathalgebranumber-theoryreference

11. 使つか場面ばめん

  • 巨大きょだい整数せいすうintegerべきpowerあまりや末尾まつびもとめる
  • nAしめす、または整数解せいすうかいinteger solution存在そんざいしないことをあまりでしめ
  • 曜日ようびなど周期しゅうきperiodだけが重要じゅうようりょうあつか
  • 一次合同式いちじごうどうしきlinear congruence axb[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]n

22. 見分みわかた

もとめるものが「nったあまり」または「n倍数ばいすうか」なら、あたい全体ぜんたい計算けいさんせず、はや段階だんかいほうmodulus n による合同式ごうどうしきうつす。末尾まつび一桁ひとけたならほう 10偶奇ぐうきparityならほう 2各桁かくけたによる整除せいじょdivisibilityならほう 3 または 9候補こうほにする。

33. 使つか公式こうしき

ab[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]nn(a-b)
ab,cd[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]na+cb+d,acbd[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]n

加法かほう減法げんぽう乗法じょうほう非負整数ひふせいすうじょう合同ごうどう保存ほぞんする。除法じょほう一般いっぱんには合同ごうどう保存ほぞんしない。cacb[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]n から ab[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]nるには、gcd(c,n)=1、つまり cnたがいにcoprimeであることが十分条件じゅうぶんじょうけんである。

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44. かた手順てじゅん

  1. いからほう n決定けっていする。
  2. 各数かくすう計算けいさんしやすい代表元だいひょうげんrepresentative置換ちかんする。n-1-1[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]n利用りようする。
  3. べきならあまりの反復はんぷく列挙れっきょし、周期しゅうき開始位置かいしいち特定とくていする。ていほうたがいになら、初項しょこうからの周期しゅうきもちいて指数しすう縮約しゅくやくできる。たがいにでなければ、前周期ぜんしゅうきpreperiod周期部分しゅうきぶぶんから分離ぶんりする。
  4. 一次合同式いちじごうどうしきなら d=[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"gcd\")")](a,n)計算けいさんし、db確認かくにんする。成立せいりつしなければかいはない。
  5. db なら a=a/db=b/dn=n/d とし、aほう n における逆元ぎゃくげんmultiplicative inverseもちいて x(a)-1b[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"pmod\")")]nる。ほう n では d かい x0+kn0[PARSE ERROR: Undefined("Command(\"le\")")]k<d)になる。
  6. 最小非負剰余さいしょうひふじょうよleast nonnegative residueこたえ、もとしき代入だいにゅうして検算けんざんする。

55. 判別はんべつ注意点ちゅういてん

複数ふくすうほう条件じょうけん同時どうじたす整数せいすうもとめる場合ばあいは、中国剰余定理ちゅうごくじょうよていりChinese remainder theoremすすむ。ほうたがいにでない場合ばあいは、ほうどうしの最大公約数さいだいこうやくすうほうとしてあまりが一致いっちするか、さき確認かくにんする。べき周期しゅうきフェルマーの小定理しょうていりFermat's little theorem使つかうときは、ていほうたがいにであることを確認かくにんする。

data/lecture/math/number-theory/chinese-remainder-theorem.lecture.n.md

66. としあな

  • 合同記号ごうどうきごう等号とうごうおなじものとしてあつか
  • ほうかず、途中とちゅうことなるほう混在こんざいさせる
  • 係数けいすうほうたがいに確認かくにんせず、両辺りょうへん
  • 代表元だいひょうげん最小非負剰余さいしょうひふじょうよもどさずこたえる

77. 関連かんれんリンク

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88. 演習えんしゅうリンク

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