第五讲初等数论2同余本讲概述同余是大数学家高斯的一个天才发明,这个符号使得原来难以表述的很多数论问题表述起来简单清晰.利用同余符号,可以方便地处理各种复杂的数字相对于另一数的余数这一类问题.本讲将着重讲述同余的基本性质,并利用这些性质来解决各类同余的典型问题.此外,基于同余,还给出了剩余系与完系的概念.尽管联赛大纲没有明确对这两个概念作要求,但是有了对剩余系的基本认识后对很多问题处理起来会更为方便.同余的定义:设m是一个给定的正整数,如果两个整数a与b用m除所得的余数相同,则称a与b对模同余,记作,否则,就说a与b对模m不同余.(用符号上面加一个斜线来表示,类似不等符号).显然,;剩余类与完全剩余系(简称完系)我们可以将所有的整数按模m分类.例如:按模2分类,可将所有整数分成两类,模2余1的分成一类,即奇数;模2余0的一类,即偶数.按模3分类,可分成3k,3k+1,3k-1三种类型;等等.剩余类的定义:设m为一给定的正整数,则全体整数可以分为m个集合K0,K1,…,Km-1,这里Kr={x|x∈Z,x≡r(modm)},r=0,1,…,m-1.我们称K0,K1,…,Km-1为模m的剩余类.在模m的m个剩余类中分别取一个数,共取出m个,我们把这m个数成为模m的一组完全剩余系,简称完系.例如:0,1,2,…,m-1就是一组完系,显然,它们两两对模m不同余.性质1.每个整数在且仅在模m的一个剩余类中.性质2.若a0,a1,…,am-1是模m的一个完系,而(a,m)=1,b∈Z,则aa0+b,aa1+b,…,aam-1+b也是模m的一个完系.(此性质可自行证明,联赛范围内一般不需要掌握)同余的性质非常之多,以下仅列举最常用的一些,(1)自反性:a≡a(modm)(a为任意自然数)(2)对称性:若a≡b(modm),则b≡a(modm)(3)传递性:若a≡b(modm),b≡c(modm),则a≡c(modm)(4)可加减性:若a≡b(modm),c≡d(modm),则a±c≡b±d(modm)(5)可乘性:若a≡b(modm),c≡d(modm),则ac=bd(modm)(6)可乘方性:若a≡b(modm),n∈N+,则an=bn(modm)注意:一般地同余没有“可除性”,但是(7)如果:ac≡bc(modm)且(c,m)=1,则a≡b(modm)如果ac≡bc(modm),(c,m)=d,则a≡b(mod)(8)如果a≡b(modm),a≡b(modn)且[m,n]=k,则a≡b(modk)([m,n]表示m,n的最小公倍数)(9)设p∈N+,p≥2,则任何一个p进制自然数与其数码和(p进制下各数码之和)对模p-1同余;特别地,p=10时,是我们熟知的“弃九法”的理论依据:任一正整数与其十进制表示中各位数字之和对模9同余.利用“弃九法”可以方便地解决很多与...