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第4节 一些应用
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算术论著中很多常用结论都基于本部分探讨的定理。例如,判定给定的数是否可以被9,11或任何其他数整除的法则。对于模9,所有10的幂都和1同余;因此如果一个数形如a+10b+100c+…,则对于模9,它和数a+b+c+…有相同的最小剩余。因此,如果把一个数用十进位表示法表示,再把每个位置的数字相加,而不考虑它们的数值,它们的和与这个数有相同的最小剩余;因此如果前者可以被9整除,那么后者就能被9整除,反之亦然。对于除数3也是如此。而且,因为相对于模11,100≡1,总有102k≡1,102k+1≡10≡-1,一个形如a+10b+100c+…的数与a-b+c…对于模11有相同的最小剩余。由此可以立刻推导出著名的法则。我们可以容易地推导出所有类似的法则。
从上述论证里还可以发现支配着算术运算验算法则的原理。具体说来,就是如果某数是由几个数通过加、减、乘或幂运算所得到的,那么用这几个数对于任意模(通常使用9或11,因为在十进制系统中容易找到剩余,正如刚才看到的那样)的最小剩余代替它们,并做相同的运算。如果得到的结果与该数同余,则运算正确,否则运算有误。
既然这些结论和类似结论都已为大家熟知,在此便不做赘述。
[1] 显然,模必须取绝对值,即无正负符号。
[2] 采用这个符号是因为相等和同余之间非常相似。勒让德因为这个原因,在他的著作中(后面会经常引述此著作)同余和相等使用了同样的符号。为了避免混淆,我们对同余和相等的符号做了区分。
[3] 高斯为《算术研究》设计了8个部分,并且已经基本上写好了处理高阶同余的第8部分。但是,他决定只发表7个部分以节约出版费用。见作者序。