如何用扩展欧几里得算法求解不定方程ax+by=c
扩展欧几里得算法可以用来求解不定方程ax+by=c,其中a、b、c为已知整数。
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首先,使用欧几里得算法求解a和b的最大公约数gcd(a,b),同时得到一对整数(u,v),使得au+bv=gcd(a,b)。
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接下来,判断c是否是gcd(a,b)的倍数。如果c不是gcd(a,b)的倍数,那么该不定方程没有整数解。否则,继续下一步。
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令k=c/gcd(a,b),得到整数解为(x0,y0)=(uk,vk)。
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不定方程的通解为(x,y)=(x0+b/gcd(a,b)*t, y0-a/gcd(a,b)*t),其中t为任意整数。
将以上步骤整合为一个示例代码:
def extended_gcd(a, b):
if b == 0:
return a, 1, 0
else:
gcd, x, y = extended_gcd(b, a % b)
return gcd, y, x - (a // b) * y
def solve_diophantine(a, b, c):
gcd, u, v = extended_gcd(a, b)
if c % gcd != 0:
return None
else:
k = c // gcd
x0, y0 = u * k, v * k
return x0, y0
a = 10
b = 6
c = 14
solution = solve_diophantine(a, b, c)
if solution is None:
print("No solution")
else:
x0, y0 = solution
print("x =", x0, ", y =", y0)
此示例代码中,a=10,b=6,c=14为示例输入。输出为x=7,y=-14,即不定方程10x+6y=14的一个整数解
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