欧几里得法证明最大公约数的一点思考

本文要证明的题目是欧几里得法(碾转相除法)求得的结果是两个数的最大公约数,本文用gcd(a,b)来表示最大公约数。本文讨论的范围是正整数。
本文要证明的结论:

如果q,r是m除以n的商数和余数,即m=qn+r,即r=m%n。则gcd(m,n) = gcd(n,r)。

比如10,15的最大公约数的求解过程:
1.gcd(10,15) => gcd(15,10) => gcd(10,5) => gcd(5,0)。即最大公约数为5。

约定:对于两个自然数a,b。若存在正整数q使得a=qb,则b能被a整除,b是a的因子,a是b的倍数。记作 b | a. 如果c | a,且 c | b.则c是a,b的公约数。
证明本论点前的几点推论:

1.如果a | b,若k是整数,则a | kb。
证明:b= ha,kb=kha,则a | kb。

2.如果a | b,a | c,则a | (b+/-c)
证明:b = ka,c = ha,b+c=ka + ha = (k+h)a.则a | (b+c)。减法同理。

3.如果a | b,b | a,则 a = b。
证明:根据条件可得 b = ka,a = hb。
b = ka 两边同乘以h得: hb = hka,根据hb = a,得hka = a,推出 hk = 1,因为h,k均为自然数,所以h = k = 1.
所以a = b

4.如果a | b,a | c,d = gcd(b, c),则 a | d。
证明:d是最大公约数。根据定义。即 b = md,c = nd。同时gcd (m,n) = 1, 即m,n没有公共因子。如果a为b,c的约数,因为m,n并没有公共因子了,b=ax,c= ay,即md = ax, nd = ay ,因为d是最大公约数,则m,n的最大公约数为1,而x,y的最大公约数则为 k,可以得出 x = km,y = kn,则kma = md ,则ka = d,则 a | d。

下面开始本文的证明:

如果q,r是m除以n的商数和余数,即m = qn+r,即r=m%n。则gcd(m,n) = gcd(n,r)。

a | m, a | n, m = ax, n = ya, qn = qya, m-qn = ax - qya = (x-qy)a,所以a | (m-qn), 即 a | r,又 a | n.根据推论四,a | b。
b | n, b | r, n = gb, r = fb, qn + r = qgb + fb = ( qg + f) b , qn +r = m,所以 b | m, 又 b | n,根据推论四,所以 b | a。
根据推论三,a | b, b | a。得出 a = b。证明完毕。

ruby算法的实现
def gcd(a,b)
  if b == 0
    return a
  end 
  puts "a,b,a % b : #{a}, #{b},#{a%b}"
  gcd(b,a%b)
end

require 'test/unit'
class GcdTest < Test::Unit::TestCase
  def test_gcd
    assert_equal(gcd(10,15), 5)
    assert_equal(gcd(6,8),2)
    assert_equal(gcd(6,12), 6)
  end
end

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,294评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,493评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,790评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,595评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,718评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,906评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,053评论 3 410
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,797评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,250评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,570评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,711评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,388评论 4 332
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,018评论 3 316
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,796评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,023评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,461评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,595评论 2 350

推荐阅读更多精彩内容