数论读书笔记——线性丢番图方程——解不定方程
线性丢番图方程:
背景:当我们需要求解特定方程的整数解的时候,那么就得到了一个丢番图方程,这些方程是根据丢番图(diophantus)命名的。他写下了一些方程并将解限定在有理数域上。方程ax+by=c上的格点。第一个解是由婆罗摩笈多(brahmagupta)给出的
定理1:设a,b是整数且d=(a,b)。如果c不能被d整除那么方程ax+by=c没有整数解。如果c能被d整除那么存在无穷多个整数解,另外,如果x=x0,y=y0是方程的一个特解,那么所有的解可以表示为:
X=x0+(b/d)*n
Y=y0-(a/d)*n
其中n是整数
定理2:如果a1,a2,…,an是正整数,那么方程a1x1+a2x2+…+anxn=c有整数解当且仅当d=(a1,a2,……,an)能整除c,另外当存在一个解的时候,那么方程有无穷多个解
解n元一次不定方程a1x1+a2x2+…+anxn=c(a1,a2,…,an∈N)时,可先顺次求出(a1,a2)=d2,(d2,a3)=d3,……,(d(n-1),an)=dn.若c能被dn整除,则方程有解,作方程:
A1x1+a2x2=d2t2
D2t2+a3x3=d3t3
……
D(n-1)t(n-1)+anxn=c
求出最后一个方程的所有解,然后把tn-1的每一个值代入倒数第二个方程,求出它的所有解,依次类推,即可得所有解。
M个n元一次不定方程组成的方程组,其中m<n,可以消去m-1个未知数,从而消去m-1个不定方程,将方程组转化为1个n-m+1元的一次不定方程。
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