带余除法

带余除法

  • 中文名称
    带余除法
  • 用    于
    除法
  • 类    属
    定理
  • 学    科
    数学

解释

对任意整数a,b且b≠0,存在唯一的数对q,r,使a=bq+r,其中0≤r<|b|。这个事实称为带余除法定理,是整除理论的基础。若c|a,c|b,则称c是a,b的公因数。若d是a,b的公因数,d≥0,且d可被a,b的任意公因数整除,则称d是a,b的最大公因数。若a,b的最大公因数等于1,则称a,b互素。累次利用带余除法可以求出a,b的最大公因数,这种方法常称为辗转相除法。又称欧几里得算法。

除法证明

【存在性】

设集合S={…,a-3b,a-2b,a-b,0,a+b,a+2b,a+3b,…}={a+bk: k是整数}

记T为S和自然数集的交集,T非空,由自然数集的良序性,知T中有一最小元素t。

设t=a-bq,q为整数。则a-bq≥0。

现假设a-bq≥|b|,但这样便有a-b(q±1)≥0成立(b为正数时取加号,负数时取减号),且a-b(q±1)≤a-bq。

这违反了t是最小元素这一事实,于是a-bq<|b|。令r=a-qb,即证存在性。

【唯一性】设q1、r1是满足a=bq+r,0≤r<|b|的另一对整数,因为

bq1+r1=bq+r,

于是

b(q-q1)=r1-r

|b||q-q1|=|r1-r|

由于r及r1都是小于b的非负整数,所以上式右边是小于|b|的。

如果q≠q1,则上式左边≥|b|,这是不可能的。所以q=q1, r=r1,即证唯一性。

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