孫子算法

孫子算法即剩餘定理,《孫子算經》一書在我國和世界上最早提出了剩餘定理。

約成書於公元4世紀的數學著作《孫子算經》,載有“物不知數”問題:“今有物不知其數,三三數之剩五,五五數之剩三,七七數之剩二,問物幾何?”意思是,有一批物件,不知道它的數目,3個3個地數最後剩2個,5個5個地數最後剩3個,7個7個地數最後剩2個,問這批物件一共是多少?顯然,這相當於求不定方程組:
N=3x+2,N=5y+3,N=7Z+2,它的正整數解N,或用現代數論符號表示,等價於解一次同餘組。可是,《孫子算經》沒有採取簡單的方法試算,而是指出了科學的剩餘計算方法:三三數之,取數70,與餘數二相乘;五五數之,取數21,與餘數三相乘;七七數之,取數15,與餘數二相乘。將諸乘積相加,然後減去105的倍數。列成算式就是:
N=70×2+21×3+15×2-2×105,答案是N=23。
孫子算法的關鍵,在於70、21、15這三個數的確定。明代《算法統宗》中的“孫子歌”(三人同行七十稀,五樹梅花廿一枝,七子團圓正半月,除百令五便得知。)中也暗指了這三個關鍵的數字。《孫子算經》雖然沒有說明這三個數的來歷,但其列出的式子完全符合現代數論中著名的剩餘定理的計算。
“物不知數”問題,後經南宋數學家秦九韶於公元17世紀中葉研究發展為“一次同餘式理論”,被世界數學界稱為“中國的剩餘定理”。而歐洲德國數學家高斯研究出同一定理時,已經是公元19世紀初的事情了。

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