Please read the new rule regarding the restriction on the use of AI tools. ×

Elementary Number Theory
Difference between en1 and en2, changed 1,281 character(s)
# Congruent↵
## Define↵
If $a,b$ are two integers and their difference is divisible by some natural number $m$, then $a$ is said to be congruent to $b$ with respect to the modulus $m$, or $a$ is congruent to $b$ with respect to the modulus $m$, denoted $a \equiv b \pmod m$. This means that $a - b = m \times k$ ($k$ is some integer).  ↵
For example, $32 \equiv 2 \pmod 5$, when $k$ is $6$.↵

For integers $a$, $b$, and $m$, $a$ and $b$ are said to be congruent in the sense of $\bmod m$ if $a \bmod m = b \bmod m$, denoted $a \equiv b \pmod m$.↵

It is easily obtained from the concept:  ↵
1. if $a \equiv b \pmod m$, then it is fixed that $\sqsupseteq k,l,c \in \mathbb{Z},a = km + c,b = lm + c$;↵
2. if $a \equiv b \pmod m$, if and only if $m \mid (a - b)$.  ↵
>$\because a \equiv b \pmod m$  ↵
$\therefore \sqsupseteq k,l,c \in \mathbb{Z},a = km + c,b = lm + c$  ↵
$\therefore m \mid (a - b) \Rightarrow m \mid (km + c - lm - c) \Rightarrow m \mid (km - lm) \Rightarrow m \mid (k - l)m$  ↵
$\therefore The conclusion is valid$↵

## characteristic↵
**Self-reflexivity**: $a \equiv a \pmod m$.↵

**Symmetry**: if $a \equiv b \pmod m$, then $b \equiv a \pmod m$.↵

**Transitive**: if $a \equiv b \pmod m,b \equiv c \pmod m$, then $a \equiv c \pmod m$.↵

**Same additivity**: if $a \equiv b \pmod m$, then $a + c \equiv b + c \pmod m$. ↵
>$\because a \equiv b \pmod m$  ↵
$\therefore \sqsupseteq k,l,\alpha \in \mathbb{Z},a = km + \alpha,b = lm + \alpha$  ↵
$\therefore a + c \equiv b + c \pmod m$  ↵
$\Rightarrow km + \alpha + c \equiv lm + \alpha + c \pmod m$  ↵
$\Rightarrow km + (a + c) \equiv lm + (a + c) \pmod m$  ↵
$The conclusion is valid$↵

**Simultaneity**: if $a \equiv b \pmod m$, then $a \times c \equiv b \times c \pmod m$;   ↵
If $a \equiv b \pmod m,c \equiv d \pmod m$, then $a \times c \equiv b \times d \pmod m$.  ↵
>$\because a \equiv b \pmod m,c \equiv d \pmod m$  ↵
$\therefore \sqsupseteq k,l,c \in \mathbb{Z},a = km + c,b = lm + c$  ↵
$\because c \equiv d \pmod m$  ↵
$\therefore \sqsupseteq k,l,\gamma \in \mathbb{Z},c = \alpha m + \gamma,d = \beta m + \gamma$  ↵
$\therefore ac \equiv bd \pmod m$  ↵
$\Leftrightarrow (km + c)(\alpha m + \gamma) \equiv (lm + c)(\beta m + \gamma) \pmod m$  ↵
$\Leftrightarrow k\alpha m^2 + c\alpha m + c\gamma \equiv l\beta m^2 + \gamma m + c\gamma \pmod m$  ↵
$The conclusion is valid$  ↵

**Does not satisfy simultaneous divisibility**, but if $\gcd(c,m) = 1$, then there is $a \equiv b \pmod m$ when $a \times c \equiv b \times c \pmod m$.  ↵
>$ac \equiv bc \pmod m$  ↵
$\Rightarrow c(a - b) \equiv 0 \pmod m$  ↵
$\Rightarrow c \% m \times (a - b) \% m = 0$  ↵
$\Rightarrow m \mid c \text{或}m \mid (a - b)$  ↵
$\because (m,c) = 1$  ↵
$\therefore m \mid (a - b)$  ↵
$a \equiv b \pmod m$  ↵
$The conclusion is valid$↵

**Idempotence**: if $a \equiv m \pmod m$, then $a^n \equiv b^n \pmod m$.  ↵
>**Certification 1**  ↵
$\because a^n \equiv b^n \pmod m \Leftrightarrow  \overbrace{a \times a \times \cdots \times a}^{a^n} \equiv \overbrace{b \times b \times b \times \cdots \times b}^{b^n} \pmod m$  ↵
$\therefore a \equiv b \pmod m$  ↵
$\because a \equiv b \pmod m$  ↵
$\therefore a \times a \equiv b \times b \pmod m\ \ conclude 6$  ↵
$\because a \times a\equiv b \times b \pmod m,a \equiv m \pmod m$  ↵
$\therefore (a \times a)\times a \equiv (b \times b)\times b \pmod m\ \ conclude 6$  ↵
$\cdots$  ↵
$The above conclusion can be obtained by using conclusion 6 only several times$↵

> **Certification 2**  ↵
$\because \sqsupseteq k,l,c \in \mathbb{Z},a = km + c,b = lm + c$  ↵
$\therefore when b = 2, (km + c)^2 \Leftrightarrow (km)^2 + 2kmc + c^2,(lm + c)^2 \Leftrightarrow (lm)^2 + 2lmc + c^2$  ↵
$\therefore when b = 3, (km + c)^3 \Leftrightarrow (km)^3 + 3(km)^2c + 3kmc^2 + c^3,(lm + c)^3 \Leftrightarrow (lm)^3 + 3(lm)^2c + 3lmc^2 + c^3$  ↵
$\cdots$  ↵
$According
\ to\ the\ quadratic\ term\ theorem,\ the\ coefficient\ expansion\ of\ the\ constant\ term\ of\ is\ c^n,\ that\ means \ (a^n) \pmod m = (a \bmod m)^n,(b^n) \bmod m = (b \bmod m)^n$  ↵
$\because a \equiv b \pmod m$  ↵


$\therefore a^n \equiv a^n \pmod m
$\therefore a^n \equiv a^n \pmod m$  ↵

**Corollary 1**: $a \times b \pmod k = (a \bmod k)\times (b \bmod k)\bmod k$.  ↵
**Corollary 2**: If $\gcd(p, q) = 1$, $a \bmod p = x,a \bmod q = x$,则 $a \bmod (p \times q) = x$.  ↵
>$\because \gcd(p, q) = 1,\ a \bmod p = x,a \bmod q = x$  ↵
$\therefore There\ must\ exist\ an\ integer\ s,\ t,\ makes\ a = s \times p + x,a = t \times q +x$  ↵
$\therefore s \times p = t \times q$  ↵
$\because t\ is\ an\ integer,\gcd(p, q) = 1,\ move\ q to\ the\ left$  ↵
$\therefore q \mid s,\ that\ means\ there\ is\ an\ integer\ r\ which\ can\ makes\ s = r \times q$  ↵
$\therefore a = r \times q \times p + x,\ a \bmod (p \times q) = x$  ↵

>**Certification 1**  ↵
$a \bmod q = x,a \bmod p = x$  ↵
$\therefore \sqsupseteq k,l \in \mathbb{Z},a = kq + x,b = lq + x$  ↵
$\therefore q \mid (a -x),p \mid (a -x)$  ↵
$\therefore (a -x) = cm(p, q)$  ↵
$\therefore \sqsupseteq \alpha \in \mathbb{Z},(a - x) = \alpha pq + x$  ↵
$a = \alpha pq + x$  ↵
$a \bmod pq = x$  ↵

>**Certification 2**  ↵
$\because a \bmod q = x,a \bmod p$  ↵
$\sqsupseteq k,l \in \mathbb{Z},a = kq + x = lp + x$  ↵
$\therefore kq + x = lp + x \Rightarrow kq = lp$  ↵
$\because \gcd(q,p) = 1$  ↵
$\therefore \sqsupseteq r \in \mathbb{Z},k = rp$  ↵
$\therefore a= rpq + x$  ↵
$\therefore a \bmod pq = x
$  

History

 
 
 
 
Revisions
 
 
  Rev. Lang. By When Δ Comment
en12 English cloud_eve 2024-01-17 12:06:18 124
en11 English cloud_eve 2024-01-14 12:05:40 27
en10 English cloud_eve 2024-01-14 12:01:30 14
en9 English cloud_eve 2024-01-14 12:00:49 4846
en8 English cloud_eve 2024-01-14 11:51:27 69
en7 English cloud_eve 2024-01-10 17:01:48 24
en6 English cloud_eve 2024-01-10 16:58:35 5100
en5 English cloud_eve 2024-01-09 18:53:16 352
en4 English cloud_eve 2024-01-09 18:39:04 238
en3 English cloud_eve 2024-01-09 18:31:15 16529
en2 English cloud_eve 2024-01-09 15:34:53 1281
en1 English cloud_eve 2024-01-09 13:20:49 4103 初次修订 (published)