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假如数b 和数c 之差能够被数a 整除,则称b 和c 对于a 同余 ;反之则称b 和c 对于a 不同余 。我们将数a 叫做模 。如果b 和c 同余,则b 和c 互为对方的剩余 ,如果不同余,则称其互为非剩余 。
这里的数必须是正整数或者负整数 [1] ,而不是分数。例如,-9和16对于模5同余;-7对于模11是15的剩余,但对于模3是15的非剩余。
因为0能被任何数整除,所以对于任何模来说每个数都与其自身同余。
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给定数a ,它对于模m 的所有剩余都在式a +km 中,其中k 是任意整数。由此可以推导出下文给出的显而易见的定理,对这些定理做直接证明是很容易的。
从现在起用符号“≡”来表示同余,必要时可以在后面加上圆括号并写出模;例如,-7≡15(mod 11),-16≡9(mod 5) [2] 。
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定理
给定m 个连续整数a ,a +1,a +2,…,a +m -1和另一个整数A ;那么对于模m ,这些整数中有且仅有一个数与A 同余。
如果 是整数,则a ≡A ;如果 是正分数,则假定k 是最接近它且大于它的正整数(或者如果此分数为负分数,则k 是最接近它,且绝对值小于它的绝对值的整数) 。这时,A +km 将处于a 和a +m 之间,这就是要求的数。显然,所有的商 …,均处于k -1和k +1之间,所以它们中的整数不可能多于一个。