同餘
定義 給定一個整數m(m>1), 如果任意兩個整數a, b被m除時所得的餘數相同,那麼我們就說a和b是模m同餘的。記為a≡b(mod m), 如果餘數不相同,就說a和b對模m不同餘,記為ab(mod m).
此時13≡17(mod 4),繼續思考②-①,得到17-13=4×1,即4|(17-13).抽象的看對於a≡b(mod m),可知
用③-④有 a-b=(q-p)×m,故m|(a-b). 反之,若m|(a-b),可知
(a-b)≡0(mod m), 由此易知
a≡b(mod m). 所以a和b是模m同餘的。
綜上分析可知
a≡b(mod m) iff m|(a-b).
特別的
換句話說,整除也可以由同餘來定義。注:iff 意思是 若且唯若。
1. a和b是模m同餘的,即a≡b(mod m).
同餘符號記法的優點:在形式上同餘式具有普通等式的性質。對於等式來說,有
性質
1. 自反性:a≡a(mod m).
2. 對稱性:若a≡b(mod m),則
b≡a(mod m).
3. 傳遞性: 若a≡b(mod m),
b≡c(mod m), 則a≡c(mod m).
證明 只證明第3條性質,只需證明 m|(a-c).
由於
a≡b(mod m),
b≡c(mod m),
可知
m|(a-b),
m|(b-c),
因此存在整數q, p使得
a=b+qm,
b=c+pm,
所以
a=b+qm,
c=b-pm,
兩式相減
a-c=(q+p)m,
知
m|(a-c). □
注:對於普通等式有 a-b=0 iff a=b,
同餘式也有
(a-b)≡0(mod m) iff a≡b(mod m).