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计算 / 数论#同余

同余

两个数除以 m 余数相同,记作 a ≡ b (mod m)。余数守加、守减、守乘——整除问题的万能语言。

直观场景

“钟表上的 14 点和 2 点指针指向同一位置”,这就是 14 ≡ 2 (mod 12)。同余让我们忽略具体数值,只关心“余数”这一特征。

推导思路

  1. 1定义:a ≡ b (mod m) ⇔ m | (a − b)。
  2. 2运算性质:若 a ≡ b, c ≡ d (mod m),则 a + c ≡ b + d,a − c ≡ b − d,a · c ≡ b · d (mod m)。
  3. 3幂:a^k ≡ b^k (mod m)。
  4. 4常用技巧:把大数对 m 取余后再运算,保持结果正确。

公式 / 要点

  • · 同加减乘:余数守恒(但除法不一定)。
  • · 求余 = 先对每一部分求余,再合并。

典型例题

1大数求余
求 7^100 除以 5 的余数。
  1. 7 ≡ 2 (mod 5),所以 7^100 ≡ 2^100 (mod 5)。
  2. 2^4 = 16 ≡ 1 (mod 5),所以 2^100 = (2^4)^25 ≡ 1 (mod 5)。
  3. 余数 = 1。
2星期几
今天是星期三,100 天后是星期几?
  1. 100 ≡ 2 (mod 7)。
  2. 星期三 + 2 天 = 星期五。

常见误区

  • 除法不满足同余,不能直接“两边除”。
  • 取余时保持 0 ≤ 余数 < m。

用到「同余」的题目

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