求更相减损术辗转相除法的原理(不要粘贴复制 辗转相除法更相减损术

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求更相减损术辗转相除法的原理(不要粘贴复制辗转相除法更相减损术

辗转相除法和更相减损术的原理?

辗转相除法又叫欧几里得辗转相除法,最早出现在公元前300年古希腊著名数学家欧几里得的《几何原本》》(第VII卷,命题i和ii)中。而在中国则可以追溯至东汉出现的《九章算术》。而在现代数学中,这应该是属于数论的部分的。

要想解释辗转相除法的原理,需要先知道以下两点:

一、一个一般定理:

如果a是任一整数而b是任一大于零的整数,则我们总能找到一整数q,使

a=bq+r

这里r是满足不等式0<=r<b的一个整数。

二、最大公因子的表示方法:

如果整数a和b的最大公因子是d,则表示为d=(a,b) (不知道现在教科书上是怎么表示的)

给定a和b(a>=b)两个整数,求最大公因子d。

根据上边给的定理,可以将a写成

a=bq+r

辗转相除法是告诉我们

(a,b)=(b,r)

即a和b的最大公因数和b和r(r是a除以b的余数)的最大公因数是相等的。

原理:因为对任意同时整除a和b的数u,有

a=su,b=tu,

它也能整除r,因为r=a-bq=su-qtu=(s-qt)u。

反过来每一个整除b和r的整数v,有

b=s'v , r=t'v

它也能整除a,因为a=bq+r=s'vq+t'v=(s'q+t')v.

因此a和b的每一个公因子同时也是b和r的一个公因子,反之亦然。这样由于a和b的全体公因子集合与b和r的全体公因子集合相同,所以a和b的最大公因子必须等于b和r的最大公因子,这就证明了上边的等式。即(a,b)=(b,r)。

更相减损术的原理

《九章算术》是中国古代的数学专著,其中的“更相减损术”可以用来求两个数的最大公约数,即“可半者半之,不可半者,副置分母、子之数,以少减多,更相减损,求其等也。以等数约之。”

翻译成现代语言如下:

第一步:任意给定两个正整数;判断它们是否都是偶数。若是,则用2约简;若不是则执行第二步。

第二步:以较大的数减较小的数,接着把所得的差与较小的数比较,并以大数减小数。继续这个操作,直到所得的减数和差相等为止。

则第一步中约掉的若干个2与第二步中等数的乘积就是所求的最大公约数。

其中所说的“等数”,就是最大公约数。求“等数”的办法是“更相减损”法。

具体见:http://baike.baidu/view/1431259.htm

更相减损法是什么?原理是什么?

更相减损术,或称“辗转相除法”是用来求最大公约数的. 给出两个正整数a和b,用b除a得商a0,余数r,写成式子:a=a0b+r,0≤r<b. ..........(1) 这是最基本的式子.如果r等于0,那么b可以除尽a,而a、b的最大公约数就是b. 如果r≠0,再用r除b,得商a1,余数r1,即:b=a1r+r1,0≤r1<r............. (2) 如果r1=0,那么r除尽b,由(1)也除尽a,所以r是a、b的公约数.反之,任何一个除尽a、b的数,由(1),也除尽r,因此r是a、b的最大公约数. 如果r1≠0,则用r1除r得商a2,余数r2,即:r=a2r1+r2,0≤r2<r1. ...........(3) 如果r2=0,那么由(2)可知r1是b、r的公约数,由(1),r1也是a、b的公约数.反之,如果一数除得尽a、b,那末由(1),它一定也除得尽b、r,由(2),它一定除得尽r、r1,所以r1是a、b的最大公约数. 如果r2≠0,再用r2除r1,如法进行.由于b>r>r1>r2>......逐步小下来,而又都是正整数,因此经过有限步骤后一定可以找到a、b的最大公约数d(它可能是1).这就是有名的辗转相除法,在外国称为欧几里得算法. 例子:求42897与18644的最大公约数: 42897=2×18644+5609, (i) 18644=3×5609+1817, (ii) 5609=3×1817+158, (iii) 1817=11×158+79, (iv) 158=2×79. 所以,42897与18644的最大公约数=79

辗转相除法的原理?

原理:

设两数为a、b(a>b),用gcd(a,b)表示a,b的最大公约数,r=a (mod b) 为a除以b的余数,k为a除以b的商,即a÷b=k.......r。辗转相除法即是要证明gcd(a,b)=gcd(b,r)。

第一步:令c=gcd(a,b),则设a=mc,b=nc

第二步:根据前提可知r =a-kb=mc-knc=(m-kn)c

第三步:根据第二步结果可知c也是r的因数

第四步:可以断定m-kn与n互质(假设m-kn=xd,n=yd (d>1),则m=kn+xd=kyd+xd=(ky+x)d,则a=mc=(ky+x)cd,b=nc=ycd,则a与b的一个公约数cd>c,故c非a与b的最大公约数,与前面结论矛盾),因此c也是b与r的最大公约数。

从而可知gcd(b,r)=c,继而gcd(a,b)=gcd(b,r)。

证毕。

以上步骤的操作是建立在刚开始时r≠0的基础之上的。即m与n亦互质。

解释:

辗转相除法, 又名欧几里德算法(Euclidean algorithm)乃求两个正整数之最大公因子的算法。它是已知最古老的算法, 其可追溯至公元前300年前。

来源:

设两数为a、b(a>b),求a和b最大公约数(a,b)的步骤如下:用a除以b,得a÷b=q......r1(0≤r1)。若r1=0,则(a,b)=b;若r1≠0,则再用b除以r1,得b÷r1=q......r2 (0≤r2).若r2=0,则(a,b)=r1,若r2≠0,则继续用r1除以r2,……如此下去,直到能整除为止。其最后一个余数为0的除数即为(a, b)的最大公约数。

例如:a=25,b=15,a/b=1......10,b/10=1......5,10/5=2.......0,最后一个余数为0d的除数就是5, 5就是所求最大公约数。

举例说明:

不定方程为326x+78y=4,求出一组整数解x,y

求(326,78)的算式为:

326=4*78+14

14=326-4*78

78=5*14+8

8=78-5*14

14=1*8+6

6=14-1*8

8=1*6+2

2=8-1*6

6=3*2

所以

2=8-6=8-(14-8)

=2*8-14=2*(78-5*14)-14

=2*78-11*14=2*78-11*(326-4*78)

=46*78-11*326

即2=(-11)*326+46*78

所以4=(-22)*326+92*78

所以x = - 22, y = 92是不定方程326x+78y=4的一组解。

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