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编辑人: 长安花落尽

calendar2025-07-25

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强化阶段(第 3 - 4 个月):数学进阶 - 中国剩余定理之模数不互质时的求解

在 CSP - J 备考的强化阶段(第 3 - 4 个月),数学部分的进阶知识中国剩余定理扩展是一个重点内容,尤其是当模数不互质时同余方程组的求解方法。

一、知识点内容

(一)同余方程组
同余方程组是由多个同余方程组成的方程组。例如:$x \equiv a_1 \pmod {m_1}$ ,$x \equiv a_2 \pmod {m_2}$ ,$\cdots$ ,$x \equiv a_n \pmod {m_n}$ 。

(二)模数不互质的情况
当模数 $m_1$ ,$m_2$ ,$\cdots$ ,$m_n$ 不互质时,求解同余方程组就不能简单地使用中国剩余定理的常规方法。

(三)合并方程法
这是解决模数不互质时同余方程组的关键方法。其基本思路是通过逐步合并方程来求解。

(四)通解存在条件
并非所有的模数不互质的同余方程组都有解,需要满足一定的条件。

二、学习方法

(一)理解基本概念
首先要深刻理解同余、模数、同余方程等基本概念,这是后续学习的基础。

(二)掌握合并步骤
1. 先选择两个同余方程,例如 $x \equiv a_1 \pmod {m_1}$ 和 $x \equiv a_2 \pmod {m_2}$ 。
2. 计算 $M = m_1 \times m_2$ ,$M_1 = \frac{M}{m_1}$ ,$M_2 = \frac{M}{m_2}$ 。
3. 求出 $M_1$ 在模 $m_1$ 下的逆元 $y_1$ ,$M_2$ 在模 $m_2$ 下的逆元 $y_2$ 。
4. 得到合并后的方程 $x \equiv a_1 M_1 y_1 + a_2 M_2 y_2 \pmod {M}$ 。

(三)多做练习题
通过大量的练习来熟悉和巩固合并方程的方法,提高解题能力。

(四)复杂案例解析
例如:求解同余方程组 $x \equiv 2 \pmod {6}$ ,$x \equiv 3 \pmod {9}$ 。
首先,$M = 6×9 = 54$ ,$M_1 = 9$ ,$M_2 = 6$ 。
$9$ 在模 $6$ 下的逆元为 $3$ ,$6$ 在模 $9$ 下的逆元为 $6$ 。
则合并后的方程为 $x \equiv 2×9×3 + 3×6×6 \equiv 54 + 108 \equiv 162 \equiv 2 \pmod {54}$ 。

总之,在备考强化阶段,对于中国剩余定理扩展这一知识点,要认真学习其原理和方法,通过大量的练习和案例分析来掌握,为 CSP - J 考试做好充分准备。

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创作类型:
原创

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