两个整数a、b,若它们除以整数m所得的余数相等,则称a与b对模m同余或a同余于b模m。记作a≡b(mod m)
【定义】 设m是大于1的正整数,a、b是整数,如果m|(a-b),则称a与b关于模m同余,记作a≡b(mod m)。显然有如下事实:
1、若a≡0(mod m),则m|a;
2、a≡b(mod m)等价于a与b分别用m去除,余数相同。
证明:
充分性:
若a和b用m相除留下相同的余数r,则 a=q1m+r, b=q2m+r,q1和q2为某两个整数,由此的a-b=(q1m+r)-(q2m-r)=m(q1-q2),根据整除定义,我们有m|(a-b),由同余式定义得出结论:a≡b(mod m)
必要性:
若a和b用m相除留下相同的余数r,则 a=q1m+r,b=q2m+r,所以a-b=m(q1-q2) 故 m|(a-b)。
性质
1、反身性:a≡a (mod m)
2、对称性: 若a≡b(mod m),则b≡a(mod m)
3、传递性: 若a≡b(mod m),b≡c(mod m),则a≡c(mod m)
4、同余式相加:若a≡b(mod m),b≡c(mod m),则a ± c≡b ± d(mod m)
5、同余式相乘:若a≡b(mod m),b≡c(mod m),则ac≡bd(mod m)
6、线性运算:如果a≡b(mod m),c≡d(mod m),那么a ± c≡b ± d(mod m),且a * c≡b * d(mod m)
7、除法:若ac ≡ bc (mod m) c≠0 则 a≡ b (mod m/gcd(c,m)) 其中gcd(c,m)表示c,m的最大公约数。特殊地 ,gcd(c,m)=1 则a ≡ b (mod m)
8、幂运算:如果a ≡ b (mod m),那么a^n ≡ b^n (mod m)
9、若a ≡ b (mod m),n|m,则 a ≡ b (mod n)
10、若a ≡ b (mod mi) (i=1,2…n) 则 a ≡ b (mod [m1,m2,…mn]) 其中[m1,m2,…mn]表示m1,m2,…mn的最小公倍数