۲۰ امتحان نهایی / مهارت گسسته
تقسیم، باقیمانده، پیمانه

هم‌نهشتی؛
عدد بزرگ را با نمایندهٔ کوچک جایگزین کن

دو عدد هنگامی در پیمانهٔ n هم‌نهشت‌اند که تفاضلشان بر n بخش‌پذیر باشد. عبارت را مرحله‌به‌مرحله به باقیمانده‌های ساده‌تر تبدیل کن و در پایان نمایندهٔ خواسته‌شده را گزارش بده.

mod

تعریف را با تفاضل کنترل کن

برای بررسی a≡b (mod n)، تفاضل a−b را حساب کن و ببین مضربی از n هست یا نه. برابرنبودن خود دو عدد مانع هم‌نهشتی نیست؛ رابطه دربارهٔ یکسان‌بودن باقیمانده‌هاست.

سه نمایش معادل

a و b باقیماندهٔ یکسان دارند | n بر a−b بخش‌پذیر است | a=b+kn برای عدد صحیح k

باقیماندهٔ استاندارد را در بازه بنویس

در پیمانهٔ مثبت n، باقیماندهٔ استاندارد را معمولاً میان صفر و n−1 می‌گیریم. اگر نتیجه منفی شد، مضرب مناسبی از n اضافه کن تا وارد این بازه شود.

جمع را جزءبه‌جزء کاهش بده

می‌توان هر جمله را با باقیمانده‌اش جایگزین و سپس جمع کرد. پس از جمع نیز دوباره پیمانه بگیر. این کار محاسبهٔ عددهای بزرگ را کوتاه می‌کند و مقدار هم‌نهشتی را حفظ می‌کند.

ضرب را با باقیمانده‌ها بساز

اگر هر عامل با نمایندهٔ کوچک‌تری هم‌نهشت باشد، حاصل‌ضرب‌ها نیز در همان پیمانه هم‌نهشت‌اند. عوامل را پیش از ضرب کاهش بده تا عددهای میانی کوچک بمانند.

توان‌ها را با الگوی تکرار حل کن

باقیماندهٔ توان‌های پیاپی پایه را بنویس و چرخهٔ تکرار را پیدا کن. نما را نسبت به طول چرخه تقسیم کن و جایگاه درست را بردار. چرخه را با چند جملهٔ کافی اثبات یا کنترل کن.

نمونهٔ محاسبه

برای یافتن باقیماندهٔ 38×27 در پیمانهٔ 5، داریم 38≡3 و 27≡2؛ پس حاصل با 6 و در نتیجه با 1 هم‌نهشت است. باقیماندهٔ استاندارد ۱ است.

تقسیم را مانند جمع و ضرب انجام نده

حذف یک عامل از دو سوی هم‌نهشتی همیشه مجاز نیست. باید شرط وارون‌پذیری یا نسبت عامل با پیمانه را بررسی کنی. تقسیم خودکار می‌تواند جواب‌ها را از دست بدهد یا جواب اضافی بسازد.

معادلهٔ خطی پیمانه‌ای را آزمون‌پذیر حل کن

برای ax≡b (mod n)، ابتدا امکان حل را با مقسوم‌علیه مشترک بررسی کن. در پیمانه‌های کوچک می‌توان کلاس‌های ممکن را منظم آزمایش کرد؛ در روش جبری، شرط حذف عامل را حفظ کن.

عدد منفی را با افزودن مضرب پیمانه ساده کن

برای مثال −2 در پیمانهٔ 7 با 5 هم‌نهشت است، چون اختلافشان −7 است. انتخاب نمایندهٔ مثبت محاسبه را آسان می‌کند اما خود کلاس هم‌نهشتی تغییر نمی‌کند.

کنترل نهایی با تقسیم مستقیم

عدد یا عبارت نهایی را یک‌بار بر پیمانه تقسیم و باقیمانده را بررسی کن. برای بخش‌پذیری و ب.م.م از الگوریتم اقلیدس و برای نوشتن استدلال از اثبات گسسته کمک بگیر.