线性同余方程的求解(Mathematica)
1、首先,MMA中有≡这个符号,但是只是用来展示公式,无运算功能。MMA中的同余,要写成下面表达式,使用Mod函数。在TraditionalForm下,就是下边式子效果。
2、≡符号键入方法如图。Mod函数用法以及意义如图。
3、在MMA中,求解一个线性同余方程,使用Reduce比较方便。如图,使用Reduce榨施氅汝求解方程2x≡b(mod 10)。从结果看,当b≡0荑樊综鲶,2,4,6,8(mod 10)的时候有解;解如图在各个条件右侧。
4、下面我们求解一个具体问题。ax≡b(mod m),a=21,m=28,b待定。得到其在b≡0,7,14,21(mod 28)时有解。b是a,b最大公约数的倍数。
5、接下来,假设b=7。使用FindInstan罕铞泱殳ce函数找到一个特解。接下来使用下边ans的通解公式,算出各邗锒凳审个解。其中,参数t取0~(a,m)-1即可,如图是0~6。继续的话,模(a,m)会重复。带入求得x的解(模28)为3,7,11,15,19,23,27。然后带入原始方程验证,正确。
6、当(a,m)=1时,即a与m互素,此时x有模m唯一解。b取任意数都有解。如图。
7、假设b=4。同样方法得到解,此时(a,m)=1,t只需要取0,x的解模m同余只有一个。
8、下面给出两个手算的例子。当(a,m)=1时,可以化出一个解。当(a,m)>1时,化简时会首先将a,b,m同除以(a,m)。运算完毕后,回到模m,得到(a,m)个解。
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