证明欧几里得算法的正确性

欧几里得算法又叫辗转相除法,是求解最大公约数的一种古老的方法。

废话不多说,直接开证:

  题目:求解正整数a,b(a >= b)的最大公约数。

   a总可以用b来表示:a = qb + p;

   这个式子怎么理解呢?

  我们可以这样理解:a是被除数,b是除数,q是商,p是余数(p = a % b)。

  设 r 为a,b的最大公约数。

  则a,b能被r整除(废话- _ -)。

  下面重点来了:

       

    上式成立。

    又因为q*b/r为整除,a也为整数

    所以p/r也为整数,即 p 能被 r 整除

    

    此时 r 也是b, p的最大公约数。为什么呢?可以用反证法来简单证明

       假设存在一个更大的R(R > r) 能整除 b 与 p

       那么 R 就是a,b的最大公约数了,与 r 是a,b的最大公约数矛盾。

    于是gcd(a,b) = gcd(b,p) = gcd(b,a%b)

    递归求解就可以了。gcd函数的第二个参数为0时,第一个参数就是a,b的最大公约数。这里需要注意下,gcd()函数

    的第一个参数要大于等于大二个参数。

时间: 2024-12-23 14:32:26

证明欧几里得算法的正确性的相关文章

计算两个数的最大公约数 gcd(a,b) && 证明欧几里得算法

求两个数a和b的最大公约数,可以想到的是从[1,min(a,b)]枚举每个正整数: #include<iostream> using namespace std; int gcd(int a,int b) { int ans=1; for(int i=2;i<=min(a,b);++i) { if(a%i==0 && b%i==0) ans=i; } return ans; } int main() { int a,b; cin>>a>>b; co

欧几里得算法:从证明等式gcd(m, n) = gcd(n, m mod n)对每一对正整数m, n都成立说开去

写诗或者写程序的时候,我们经常要跟欧几里得算法打交道.然而有没要考虑到为什么欧几里得算法是有效且高效的,一些偏激(好吧,请允许我用这个带有浓重个人情感色彩的词汇)的计算机科学家认为,除非程序的正确性在数学上得到了完全严格的证实,否则我们不能认为程序是正确的.既然存在即合理,因此下面我就详细得解说一下欧几里得算法,它为什么是正确的算法(算法过程就不给出了,有了思想,无论是迭代还是循环实现应该都不成问题),为什么有那么好的时间复杂性. 首先还是证明上述命题:注意到证明了该命题就证明了欧几里得算法的正

欧几里得算法与扩展欧几里得算法

欧几里得算法基于这样一个 GCD 递归定理: $gcd(a, b) = gcd(b, a\bmod{b}) $ 证明如下: 假设 $a > b$, $a = kb + r(0 <= r < b)$, 即 $a\bmod{b} = r$. 若有 $d \mid a$ 且 $d \mid b$, 必然有 $d \mid a - kb$, 即 $d \mid r$. 由此得知, $a$ 与 $b$ 的所有公约数必然是 $b$ 与 $r$ 的公约数. 若有 $d \mid r$ 且 $d \mi

简单数论总结2——同余方程与扩展欧几里得算法

在上一次总结过后鸽了没多久其实是快要开学赶紧来肝上两篇 今日内容--同余方程和扩展欧几里得算法 同余 同余的定义:若存在两个整数a,b,使得(a - b) MOD P为0,则称作a与b在MOD P的情况下同余 换种通俗的说法,就是,a MOD P与b MOD P相等 记作  \( a\equiv b (mod P) \) 对于整数a,b,c和自然数m,n 同余具有以下性质: 自反性:\( a\equiv a (mod P) \) 对称性:若存在\( a\equiv b (mod P) \) ,则

总结——数论:欧几里得算法&amp;扩展欧几里得证明

一 欧几里得辗转相除法算法 设a=qb+r,其中a,b,q,r都是整数,则gcd(a,b)=gcd(b,r),又因 r = a mod b,所以 gcd(a,b)=gcd(b,a mod b). 证明:①证明充分性. 设 d 为 a,b 的公约数,记作 d|a , d|b ,即a和b都可以被d整除 又因 r=a-kb , 两边同时除以d,r/d=a/d-kb/d=m,由等式右边可知m为整数, d|r , 即 d 是 (b,a mod b)的公约数, ②证明必要性 设 d 为 b, a mod b

关于欧几里得算法,裴蜀定理,扩展欧几里得算法证明与解析

欧几里得算法 注:欧几里得算法是用来计算最大公约数的一个算法.主要的代码实现如下: int gcd(int a,int b){ return !b?a:gcd(b,a%b); } 如果这个式子成立的话,不断重复利用这个式子来计算,直到a和b中有一个数变为 0的时候,就可以求出了他们的最大公约数. 举个例子:我们要求gcd(15,30) 运行如下:gcd(15,30)=gcd(30,15)=gcd(15,0)此时的15便是gcd(15,30) 证明过程: 设g = gcd(a,b), 若使gcd(

最小公约数(欧几里得算法&amp;&amp;stein算法)

求最小公约数,最容易想到的是欧几里得算法,这个算法也是比较容易理解的,效率也是很不错的.也叫做辗转相除法. 对任意两个数a,b(a>b),d=gcd(a,b),如果b不为零,那么gcd(a,b)=gcd(b,a%b) 证明: 令 r=a%b,即存在k,使得 a=b*k+r,那么r=a-b*k:显然r>=0,  r%d=((a%d)-(b*k)%d)%d,因为a%d=b%d=0,所以r%d=0: 因此求gcd(a,b)可以转移到求gcd(b,a%b),那么这就是个递归过程了,那什么时候递归结束呢

python常用算法(6)——贪心算法,欧几里得算法

1,贪心算法 贪心算法(又称贪婪算法)是指,在对问题求解时,总是做出在当前看来是最好的选择.也就是说,不从整体最优上加以考虑,他所做出的的时在某种意义上的局部最优解. 贪心算法并不保证会得到最优解,但是在某些问题上贪心算法的解就是最优解.要会判断一个问题能否用贪心算法来计算.贪心算法和其他算法比较有明显的区别,动态规划每次都是综合所有问题的子问题的解得到当前的最优解(全局最优解),而不是贪心地选择:回溯法是尝试选择一条路,如果选择错了的话可以“反悔”,也就是回过头来重新选择其他的试试. 1.1

欧几里得算法与扩展欧几里得算法_C++

先感谢参考文献:http://www.cnblogs.com/frog112111/archive/2012/08/19/2646012.html 注:以下讨论的数均为整数 一.欧几里得算法(重点是证明,对后续知识有用) 欧几里得算法,也叫辗转相除,简称 gcd,用于计算两个整数的最大公约数 定义 gcd(a,b) 为整数 a 与 b 的最大公约数 引理:gcd(a,b)=gcd(b,a%b) 证明: 设 r=a%b , c=gcd(a,b) 则 a=xc , b=yc , 其中x , y互质