?林开亮 中国剩余定理与剩余倍分法
以往,由于人们在处理中国剩余定理(同余)的问题时,人们只考虑m1,m2,,mk模自身求乘率M (倍数),而忽视了(发现)模与模是一种相互平等对称关系概念。特别在两两互素人们又把精力的重点集中放在只考虑a 的求乘率、而忽视b 的求乘率,且没有考虑模与模a ,b两两互素的关系与概念,所给出的Mi Mi =1(modm i) 必有解。更没有考虑模与模之间存在的隐性“不完全商”,所造成(-1)负余数现象,根据a ,b相互同等对称关系,他们必然存在各自的反乘率(倍数)、反乘数,由于这种隐性现象的存在长期没有被发现,所以导致很长一段时间“中国剩余定理”没有获得完善完美的解决方案。
剩余倍分法对于以上方法及此类问题中存在的不完全商,以及对大商数形成的负余数的性质与概念,均研究得较为深入,对模两两互素且余数为负的问题也同步得到解决,进而推出此类问题有较为完善同步解决方案,此外,上述方法在反解问题上的研究及在深度、广度上也能令人满意。以上所述的剩余倍分法对于同余、辗转相除法、同余式组、二元一次不定方程问题有着相对完善的解决方案,且使用范围较广,可作为解决该类问题的一般方法推广。
剩余倍分法的优势
1. 剩余倍分法之倍分式计算简便,只通过简单的移位运算和四则运算即可实现,计算
所用的时间较同类的其他方法更少,其算法的时间复杂度与空间复杂度均较低。
2. 剩余倍分法的使用范围较广,既可以应用于初等数论中解决同余式、同余式组和二
元一次不定方程的相关问题,亦可用于解决计算机算法、计算机辅助设计、最优 HASH 函数
设计、快速傅里叶变换,以及环论、域论等领域中的相关问题。
3. 剩余倍分法将两两互素的模放在同等对称的地位,引入了反乘数和反乘率的概念,
考虑了负余数以及所获解数的正、反性质,从而将获解答案稳定在非负数的范围内。
4. 剩余倍分法可同时求解反乘数、反乘率,从而得出两两互素模之间存在的规律和性
质,计算方法严谨且效率高。
5. 剩余倍分法求解的中间过程,每一步都具有实际的算数意义,不同于辗转相除法的
中间过程,每一步都没有明显的实际意义。
6. 剩余倍分法具有同步纠错功能,计算过程中的每一步都可以自动检验,即若出现无
法整除的情况,则意味着计算错误;只要计算出错,后续的步骤便无法进行,由此可保证
计算的正确性。
7. 剩余倍分法所计算出的乘数、乘率、反乘数、反乘率可根据实际情况灵活选用,例
如在大模数计算时,使用反乘率或反乘数代入计算,或可大大节省计算量。
8. 剩余倍分法的原理浅显准确,易于理解,且比起其他方法来更适用于计算机编程实
现。
9. 在应用中国剩余定理定理时,按照通常的办法,是先做辗转相除法,再往回逐次算
出寄数,这样得出的答案既可能是乘数,也可能是反乘数;而剩余倍分法是往回逐次算出
乘数,最后的答案一定就是乘数,含义直观而明确。
10. 应用剩余倍分法可以完美地解决困扰人类多年的“蓍卦发微”“行程相及”等数学问题,不仅证明了秦九韶大衍求一术、大衍总数术演算方法的正确性,而且发现“行程相及”这类问题的计算方法已不再局限于求解同余式组一般的未知数,只用速度即可求出距离,而非通 常的用速度和时间求距离,算法极尽巧妙。
引:陈永乐《素数分布及其在RSA分析中的应用》
《国家科技报告》服务系统405700021--201701D111002/01