Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Уч практика 2 к по алг Теория.docx
Скачиваний:
290
Добавлен:
18.05.2015
Размер:
3.5 Mб
Скачать

2. Наибольший общий делитель (нод). Алгоритм Евклида.

Определение.Целое числоDназывается общим делителем (ОД) целых чиселaиb, если каждое из этих чисел делится наD.

Целое число dназывается наибольшим общим делителем целых чиселaиb, если 1)d- ОД этих чисел; 2)dделится на любой ОД чиселaиb.

Обозначение.Натуральный НОД целых чиселaиbобозначим через (a,b).

Теорема 3.1(Об определяющих свойствах НОД). Пусть- целые числа. Тогда 1)Если НОД двух целых чисел существует, то он определён с точностью до знака.

2)Если abиb>0, то(a,b)=b. Еслиabиb0, то(a,b)=|b|.

3)Если a=bc+dиa,b,c,d – целые числа, b0, то (a,b)=(b,d).

4)Если хотя бы одно из целых чисел aилиbне равно0, то их НОД существует.

Замечания.1) Параимеет единственный наибольший общий делитель целое число 0, удовлетворяющее всем свойствам НОД. 2) В школьном курсе математики понятие НОД обычно рассматривается только для натуральных чисел.

Алгоритм Евклидаили метод последовательного деления с остатком. Пустьaиb–ненулевые целые числа. Делимaнаbс остаткомr1. Еслиr10, то делимbс остаткомr2наr1. Еслиr20, то делимr1наr2с остаткомr3и т.д. до тех пор, пока очередной остатокrn+1не станет равным нулю:

a=bq0+r1, гдеq0,r1- целые числа и0<r1<|b|,

b=r1q1+r2, где q1, r2 -целые числа и 0<r2<r1,

………………

rn-2=rn-1qn-1+rn, где qn-1, rn -целые числа и 0<rn<rn-1,

rn-1=rnqn+0, где qn -целое число.

Теорема 4.1.Последний ненулевой остаток в алгоритме Евклида для целых ненулевых чиселaиbравен их наибольшему натуральному делителю (a,b).

Следствие.Для любых целых чиселaиb существуют целые числаxиyтакие, что ax+by=(a,b)(линейное выражение наибольшего общего делителя двух целых чисел через эти числа).

Пример 2. Найти наибольший общий делитель чиселa=1134 иb=768 и линейное выражение их НОД.

Применим к числам 1134 и 768 алгоритм Евклида.

1134=7681+366: a=b∙q0+r1; q0=1, r1=366.

768=3662+36: b=r1q1+r2; q1=2, r2=36.

366=3610+6: r1=r2q2+r3; q2=10, r3=6.

36=66+0: r2=r3q3+0; q3=6, r4=0.

Итак, r4=0, а т.к. r3=60, то(1134,768)=(a,b)=6.

Теперь из предпоследнего равенства выражаем r3: r3=r1-r2q2 или r3=r1-r2∙10. Далее из следующего вверх равенства выражаем r2, подставляем в полученное ранее равенство и т.д.: r3=r1-r2∙10=r1-(b-r1∙2)∙10=21∙r1-10∙b=21∙(a-b∙1)-10∙b=21∙a+(-31)∙b. (a,b)=6=21∙a+(-31)∙b.

4.Взаимно простые числа. Наименьшее общее кратное (нок).

Определение. Целые числаaиbназываются взаимно простыми, если их наибольший общий натуральный делитель равен 1: (a,b)=1.

Теорема 5.1. (Основные свойства взаимной простоты).

1)(Критерий взаимной простоты) Целые числаaиbвзаимно просты тогда и только тогда, когда существуют целые числаxиyтакие, чтоax+by=1.

2)Если (a,b)=1,k-натуральное число, то (ak,bk)=k.

3)Если (a,b)=1иca,cb, то cab,.

4)Произведение целых чисел, каждое из которых взаимно просто с одним и тем же целым числом, также взаимно просто с этим числом: (a,c)=1, (b,c)=1,(ab,c)=1.

5)Если (a,b)=1,то для любых натуральных чиселmиn: (an,bm)=1.

6)Если (a,b)=k, то числаивзаимно просты: (,)=1.

Замечание. В свойстве 3) условие (a,b)=1обязательно. Например,248, 246, но24не делится на48=86.

Определение.Целое числоMназываетсяобщим кратнымцелых чиселaиb, если каждое из них делит числоM:Ma, Mb.

Обозначение. M ОК(a,b).

Определение. Целое числоmназываетсянаименьшим общим кратнымцелых чиселaиb, если 1)m – ОК(a,b); 2)mделится на любое ОК(a,b).

Обозначение.Натуральное наименьшее общее кратное целых чиселaиbобозначается[a,b].

Замечание.У пары целых чисели, где, НОК – целые числа. У нулевой пары целых чисел НОК не существует.

Теорема 6.1. (О свойствах НОК).

1)Для любых натуральных чисел aиbНОК существует, причём определено с точностью до знака.

2)Если aиb- натуральные числа, то [a,b]=.

3)Если aиb- ненулевые целые числа, то [a,b]=.

4)[a,b]-наименьшее по величине положительное ОК(a,b).

5)Если akиbk,то [,]=∙[a,b].